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Descubrimiento del mineral interior de la Tierra, Davemaoita (CaSiO3-perovskita) en la superficie de la Tierra

CIENCIASCIENCIA DE LA TIERRADescubrimiento del mineral interior de la Tierra, Davemaoita (CaSiO3-perovskita) en la superficie de la Tierra

El mineral Davemaoita (CaSiO3-perovskita, el tercer mineral más abundante en la capa del manto inferior del interior de la Tierra) se ha descubierto en la superficie de la Tierra por primera vez. Se encontró atrapado dentro de un diamante. La perovskita se encuentra de forma natural ÚNICAMENTE en la capa del manto inferior del interior de la Tierra en condiciones de temperatura y presión extremadamente altas. Este primer descubrimiento de minerales de la tierra interior en la naturaleza es importante para la geología para comprender mejor la dinámica de la Tierra profunda.  

La perovskita es un mineral que consiste en óxido de titanio y calcio (CaTiO3). Cualquier otro mineral que tenga una estructura cristalina similar se llama perovskita. Esto hace que la perovskita sea una clase de compuestos que tienen el mismo tipo de estructura cristalina que CaTiO.3 (estructura de perovskita).    

Perovskita de silicato de calcio (CaSiO3-perovskita o CaPv) es un mineral importante porque es el tercer mineral más abundante1 (7% por volumen) en la capa inferior del manto de La Tierra interior y juega un papel importante en la dinámica del calor de La Tierra 's interior. Para poner las cosas en perspectiva, de las tres capas de la Tierra, la capa del manto, entre el núcleo denso sobrecalentado y la delgada capa de la corteza exterior, constituye el 84 % del volumen total de la Tierra, mientras que la capa del manto inferior por sí sola comprende el 55 % del total. La Tierra  y se extiende desde los 670 y los 2900 km de profundidad. La siguiente tabla ofrece una vista instantánea del lugar de la perovskita en el interior de la Tierra.  

Tabla: Lugar de la capa rica en perovskita en el interior de la Tierra.  

Profundidad (de la superficie al núcleo)  Capa de la tierra  


Temperatura 


Composición y estado  


0 - 100 km  Corteza    
100 - 670 km  Manto exterior (manto superior)  200 ° C hasta 900 ° C 
casi exclusivamente sólido, solo puede fluir muy lentamente, hecho de rocas, alrededor del 55% de olivino y 35% de piroxeno, y del 5 al 10% de óxido de calcio y óxido de aluminio. 
670 a 2900 km  Manto interior  (Manto inferior) 


1650 ° C hasta 2350 ° C 


compuesto principalmente por tres minerales: bridgmanita, ferropericlasa y perovskita de silicato de calcio (CaSiO3-perovskita). Las rocas del manto tienen plasticidad, por lo que se deslizan en respuesta a la temperatura y la presión. La convección del manto es el fenómeno del movimiento ascendente del material del manto que transfiere calor desde el núcleo hacia la superficie.   
2900 - 5100 km  Núcleo externo  
2204 ° C hasta 4982 ° C hecho de metales líquidos 
5100 - 6378 km  Núcleo central  
4,982 ° C 
hecho de metales sólidos  

Las perovskitas, junto con otros minerales en la capa del manto, juegan un papel clave en la dinámica de la tierra profunda que involucra la transferencia de calor desde el núcleo hacia la superficie, llamada convección del manto. A pesar de su abundancia e importancia, la perovskita nunca se ha recuperado de la capa inferior del manto, porque pierde su estructura al ser removida de sus condiciones de alta presión.  

Los investigadores ahora han informado del descubrimiento de perovskita de silicato de calcio como una inclusión de diamante en una muestra natural. El diamante se encontró en la mina Orapa, Botswana, hace décadas y fue comprado por un mineralogista de EE. UU. En 1987. El equipo de investigadores había estado estudiando el diamante durante algunos años en busca de cualquier mineral atrapado en la Tierra profunda.  

El equipo de investigación dirigido por Oliver Tschauner empleó difracción de rayos X de sincrotrón para estudiar la estructura interna de las manchas oscuras infinitesimalmente pequeñas en un diamante que se cree que es perovskita de la capa inferior del manto y pudo encontrar evidencia definitiva de CaSiO3-perovskita cúbica estructuralmente conservada. allí2.  

Otros estudios estructurales y químicos indicaron que el mineral tenía grandes cantidades de potasio atrapado, lo que implica que esta perovskita podría albergar tres de los principales elementos productores de calor (anteriormente se conocían el uranio y el torio) que influyen en la generación de calor en el interior de la Tierra. Llamaron al mineral "davemaoita" (en honor al geofísico Ho-kwang "Dave" Mao) que fue aprobado como un nuevo mineral natural. Los investigadores creen que el mineral puede haberse originado en la capa del manto inferior entre 650 y 900 km de profundidad por debajo de la superficie de la Tierra. 3,4

Sorprendentemente, CaSiO3 Se informó que se descubrió perovskita en un diamante de la Tierra profunda de Sudáfrica en 2018, sin embargo, el equipo de investigación no había afirmado el descubrimiento oficial de un nuevo mineral. 5

Este descubrimiento, junto con nuevos descubrimientos de más minerales en el futuro, debería enriquecer la comprensión de la evolución del manto de la Tierra.  

***

Referencias:  

  1. Zhang Z, et al 2021. Conductividad térmica de CaSiO.3 perovskita en condiciones de manto inferior. Physical Review B. Volumen 104, Número 18 - 1. Publicado el 4 de noviembre de 2021. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevB.104.184101 
  1. Fei, Y. 2021. Perovskita recuperada del manto inferior, Science. Publicado el 11 de noviembre de 2021. Vol 374, Número 6569 págs. 820-821. Ciencia (2021). DOI: https://doi.org/10.1126/science.abm4742 
  1. Tschauner, O. et al. Descubrimiento de davemaoita, CaSiO3-perovskita, como mineral del manto inferior. Ciencias. 11 de noviembre de 2021. Vol 374, Número 6569 págs. 891-894. DOI: https://doi.org/10.1126/science.abl8568 
  1. Universidad de Nevada 2021. Noticias - Breve investigación: primer mineral de la tierra interior descubierto en la naturaleza. [Publicado el 15 de noviembre de 2021. Disponible en línea en https://www.unlv.edu/news/release/research-brief-first-ever-interior-earth-mineral-discovered-nature  
  1. Nestola, F., Korolev, N., Kopylova, M. et al. La perovskita CaSiO3 en el diamante indica el reciclaje de la corteza oceánica hacia el manto inferior. Nature 555, 237–241 (2018). https://doi.org/10.1038/nature25972  

*** 

Umesh Prasad
Umesh Prasadhttps://www.UmeshPrasad.org
Editor jefe, Scientific European

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