En lo profundo de la superficie de la Tierra se encuentra una gruesa capa rocosa llamada manto, que constituye la mayor parte del volumen de nuestro planeta. Si bien el manto de la Tierra es demasiado profundo para que los humanos lo observen directamente, ciertos meteoritos pueden proporcionar pistas sobre esta capa inalcanzable.
En un estudio publicado recientemente en Science Advances, un equipo internacional de científicos, incluidos Sang-Heon Dan Shim y Thomas Sharp de la Universidad Estatal de Arizona ASU, han completado un análisis complejo de un "meteorito en shock" uno que ha experimentadocondiciones de alta presión y alta temperatura a través de eventos de impacto y obtuvieron una nueva visión del manto inferior de la Tierra.
Suizhou: un meteorito sorprendido
Los meteoritos impactados han proporcionado muchos ejemplos de minerales de manto profundo desde 1969, cuando se descubrió el mineral Ringwoodita de alta presión.
Para este estudio, la autora principal Luca Bindi de la Universidad de Florencia Italia, Shim and Sharp de la Escuela de Exploración de la Tierra y el Espacio de ASU y Xiande Xie del Instituto de Geoquímica de Guangzhou China, centraron sus esfuerzos en una muestra deun meteorito sorprendido llamado Suizhou.
"Suizhou era un meteorito ideal para que nuestro equipo lo analizara", explica Shim, que se especializa en el uso de experimentos de alta presión para estudiar el manto de la Tierra. "Le proporcionó a nuestro equipo muestras de minerales naturales de alta presión como los que se cree que componenel manto profundo de la Tierra "
Suizhou cayó en 1986 en la provincia de Hubei en China. Inmediatamente después de la caída de este meteorito, un grupo de científicos pudo encontrar y recolectar muestras. "Fue una caída observada", explica Sharp, que se especializa en estudiar meteoritos impactadospara comprender el choque y el impacto en el sistema solar ". Por lo tanto, no sufrió ninguna alteración química en la Tierra y, por lo tanto, no hay alteración del hierro".
Bridgmanita: el material dominante en el manto inferior
La muestra de meteorito Suizhou que los investigadores usaron para este estudio contiene un silicato específico llamado "bridgmanita". Este silicato se considera el material dominante en el manto inferior de la Tierra y constituye aproximadamente el 38 por ciento en volumen de nuestro planeta. Primero se descubrió en elmeteorito sorprendido Tenham en 2014.
Si bien se pensaba anteriormente que el metal de hierro existía principalmente en el núcleo de la Tierra, hace unos 15 años, los científicos descubrieron en el laboratorio que el hierro en la bridgmanita puede sufrir autooxidación a partir de la cual puede producir hierro metálico.
Este proceso, una reacción química llamada "desproporción de carga", es donde los átomos redistribuyen electrones entre ellos y producen dos o tres formas de cationes con diferentes estados de oxidación en este caso, algunos iones Fe II en bridgmanita se convierten en FeIII y Fe 0, el último de los cuales forma hierro metálico.
Sin embargo, la pregunta seguía siendo si este proceso realmente podría ocurrir en la naturaleza.
Utilizando imágenes de microscopía electrónica de alta resolución y espectroscopía, los investigadores pudieron realizar un conjunto de análisis complejos de la muestra de meteorito Suizhou a escala nanométrica.
A través de estos análisis, el equipo de investigación descubrió nanopartículas de hierro metálico que coexisten con bridgmanita en la muestra de meteorito conmocionado, lo que representa la primera evidencia directa en la naturaleza de la reacción de desproporción de hierro, que hasta ahora solo se había observado en experimentos de alta presión.
"Este descubrimiento demuestra que la desproporción de carga puede ocurrir en entornos naturales de alta presión y, por lo tanto, en el interior profundo de la Tierra", dice Shim.
Las implicaciones de este estudio, sin embargo, van más allá de este descubrimiento y, en última instancia, pueden ayudarnos a comprender la gran cuestión de cómo se oxidó la Tierra.
Si bien sabemos que el manto superior de la Tierra se oxida más que otros planetas y que las condiciones más oxidantes del manto superior pueden estar relacionadas con el aumento repentino de oxígeno en la atmósfera hace 2.500 millones de años, todavía no sabemos cómoel manto superior de la Tierra se volvió más oxidante.
"Es posible que cuando los materiales del manto inferior se transporten al manto superior por convección, haya una pérdida de hierro metálico y el hierro oxidado en la bridgmanita cause más condiciones de oxidación en el manto superior", dice Shim.
"Nuestro descubrimiento proporciona una posible explicación de las condiciones más oxidantes del manto superior de la Tierra y respalda la idea de que los procesos interiores profundos pueden haber contribuido al gran evento de oxigenación en la superficie"
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Estatal de Arizona . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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