El acero se oxida con el agua y el aire en la superficie de la tierra. Pero ¿qué pasa con las profundidades del interior de la tierra?

El núcleo de la Tierra es el más grande. carbón Almacenamiento en el piso: casi el 90% está enterrado allí. Los científicos han demostrado que corteza oceánica que se asienta sobre las placas tectónicas y cae tierra adentro, a través de la subducción, contiene minerales hidratados y, a veces, puede descender hasta el núcleo.capa la frontera. La temperatura en el límite entre el núcleo y el manto es al menos el doble de la de la lava, lo suficientemente alta como para que el agua pueda liberarse de los minerales hidratados. Por lo tanto, una reacción química similar a la oxidación del acero puede ocurrir en los límites del manto terrestre.

Byungkwan Koo, recibió recientemente un doctorado de la Universidad Estatal de Arizona. Él y sus colaboradores producen sus hallazgos sobre el límite del manto primario en Cartas de investigación geofísica. Llevaron a cabo experimentos en la Fuente Avanzada de Fotones en el Laboratorio Nacional de Argonne, comprimiendo aleaciones de hierro y carbono y agua a la presión y temperatura esperadas en el límite del núcleo de la Tierra, derritiendo la aleación de hierro y carbono.

Los investigadores han encontrado que el agua y el metal reaccionan y hacen óxidos de hierro e hidróxidos de hierro, tal como lo hace con el óxido en la superficie de la Tierra. Sin embargo, encontraron que para las condiciones de frontera entre el núcleo y el manto, el carbono sale de las aleaciones de hierro y metal y forma diamantes.

“La temperatura en el límite entre el manto de silicato y el núcleo mineral a una profundidad de 3000 km alcanza casi 7000 F, que es lo suficientemente alta como para que la mayoría de los minerales H₂“O ha sido capturado en sus estructuras atómicas. De hecho, la temperatura es lo suficientemente alta como para que algunos metales se derritan en tales condiciones”, dijo Dan Shim, profesor de la Escuela de Exploración de la Tierra y el Espacio de la Universidad Estatal de Arizona.

Dado que el carbono es un elemento amante del hierro, se espera una gran cantidad de carbono en el núcleo, mientras que se cree que el manto tiene un contenido de carbono relativamente bajo. Sin embargo, los científicos han descubierto que hay mucho más carbono en el manto de lo esperado.

“Bajo las presiones esperadas del límite del núcleo de la Tierra, las mezclas de hidrógeno con hierro metálico líquido parecen reducir la solubilidad de otros elementos ligeros en el núcleo”, dijo Shim. “Por lo tanto, la solubilidad del carbono, potencialmente en el núcleo de la Tierra, disminuye localmente a medida que el hidrógeno ingresa al núcleo desde el manto (a través de la deshidratación). La forma constante de carbono en las condiciones de presión y temperatura del límite del núcleo de la Tierra es el diamante. Entonces, el carbono que escapa del núcleo externo es diamante. El líquido se convierte en diamante cuando entra en el manto”.

“El carbono es un elemento esencial para la vida y juega un papel importante en muchos procesos geológicosdijo Ko. “El nuevo descubrimiento del mecanismo de transferencia de carbono desde el núcleo al manto arrojará luz sobre la comprensión del ciclo del carbono en las profundidades de la Tierra. Esto es aún más emocionante dado que la formación de diamantes en el límite entre el núcleo y el manto puede haber estado en curso durante miles de millones de años desde que comenzó la subducción del planeta”.

El nuevo estudio de Kue muestra que el carbono que se filtra desde el núcleo hacia el manto a través de este proceso de formación de diamantes puede proporcionar suficiente carbono para explicar las altas cantidades de carbono en el manto. Koe y sus colaboradores también especularon que podrían existir estructuras ricas en diamantes dentro del manto central y esto estudios sísmicos Puede detectar estructuras porque las ondas sísmicas deben viajar a una velocidad inusual para las estructuras.

“La razón por la que las ondas sísmicas deben propagarse a una velocidad excepcional a través de estructuras ricas en diamantes en el límite entre el núcleo y el manto es que el diamante es extremadamente incompresible y menos denso que otros materiales en el borde básico del mantodijo Shim.

Ko y su equipo continuarán investigando cómo la reacción también puede cambiar la concentración de otros elementos ligeros en el núcleo, como el silicio, el azufre y el oxígeno, y cómo estos cambios pueden afectar la mineralogía del manto profundo.