Los investigadores de la Universidad Estatal de Arizona llevaron a cabo una serie de experimentos en los que comprimieron una aleación de hierro-carbono y el agua a la presión y la temperatura esperadas en el límite del núcleo- manto de la tierra, derritiendo la aleación de hierro y carbono.
Descubrieron que el agua y el metal reaccionan y hacen óxidos de hierro e hidróxidos de hierro, al igual que lo que sucede con la oxidación en la superficie de la tierra. Sin embargo, se dieron cuenta de que, debido a las condiciones del límite del núcleo y el manto, el carbono sale de la aleación líquida de hierro y metal y forma diamantes.
«La temperatura en el límite entre el manto de silicato y el núcleo metálico a 3.000 km de profundidad alcanza aproximadamente 7.000 F, lo que es lo suficientemente alto como para que la mayoría de los minerales pierdan agua capturada en sus estructuras a escala atómica», dijo Dan Shim, uno de los científicos involucrados en el estudio, en un comunicado de los medios. «De hecho, la temperatura es lo suficientemente alta como para que algunos minerales se derritan en tales condiciones».
Shim explicó que debido a que el carbono es un elemento amante del hierro, se espera que exista un carbono significativo en el núcleo, mientras que se cree que el manto tiene un carbono relativamente bajo. Sin embargo, los científicos han descubierto que hay mucho más carbono en el manto de lo esperado.
«A las presiones esperadas para el límite del núcleo-manto de la tierra, la aleación de hidrógeno con líquido de metal de hierro parece reducir la solubilidad de otros elementos de luz en el núcleo», dijo el investigador. «Por lo tanto, la solubilidad del carbono, que probablemente existe en el núcleo de la tierra, disminuye localmente cuando el hidrógeno entra en el núcleo desde el manto (a través de la deshidratación). La forma estable de carbono en las condiciones de presión-temperatura del límite del núcleo- manto de la tierra es el diamante. Así que el carbono que se escapa del núcleo exterior líquido se convertiría en diamante cuando entre en el manto».
Según Byeongkwan Ko, quien dirigió el documento Geophysical Research Letters que presenta estos hallazgos, el nuevo descubrimiento de un mecanismo de transferencia de carbono desde el núcleo hasta el manto ayuda a arrojar luz sobre la comprensión del ciclo del carbono en el interior profundo de la tierra.
«Esto es aún más emocionante dado que la formación de diamantes en el límite del núcleo-manto podría haber estado ocurriendo durante miles de millones de años desde el inicio de la subducción en el planeta», dijo.
El estudio de Ko muestra que el carbono que se filtra del núcleo al manto por este proceso de formación de diamantes puede suministrar suficiente carbono para explicar las elevadas cantidades de carbono en el manto.
Él y sus colaboradores también predijeron que las estructuras ricas en diamantes pueden existir en el límite del núcleo- manto y que los estudios sísmicos podrían detectarlas porque las ondas sísmicas deben viajar inusualmente rápido a través de las estructuras.
«La razón por la que las ondas sísmicas deben propagarse excepcionalmente rápido a través de estructuras ricas en diamantes en el límite del núcleo-manto es porque el diamante es extremadamente incompresible y menos denso que otros materiales en el límite del núcleo-manto», dijo Shim.
Ko, Shim y el resto del equipo ahora planean continuar investigando cómo la reacción también puede cambiar la concentración de otros elementos de luz en el núcleo, como el silicio, el azufre y el oxígeno, y cómo tales cambios pueden afectar la mineralogía del manto profundo.
Fuente: Mining.com
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