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» » » Nuevo dispositivo que reproduce la química profunda de la Tierra


Referencia: ScencieDaily.com , 11 de julio 2014

Una nueva celda de presión, inventada por investigadores de UC Davis, hace posible simular las reacciones químicas profundas de la corteza terrestre. El dispositivo permitirá conocer sobre la química de las profundidades de la Tierra y el ciclo del carbono, el 'fracking' y la eliminación de los residuos nucleares, mediante la resonancia magnética nuclear (RMN) con mediciones de escasos 10 microlitros de líquido a presiones de hasta 20 kilobar.

"La RMN es nuestra ventana al mundo de la química", dijo Brent Pautler, un investigador postdoctoral en química de la Universidad de California Davis, y primer autor del artículo publicado el 2 de julio de la revista Angewandte Chemie. "Nos permite ver las reacciones químicas tal como están sucediendo."

El nuevo dispositivo permite a los investigadores por primera vez estudiar las reacciones químicas del agua líquida bajo presión, sin que se congele en un sólido.

"Hemos sido capaces de llegar a un punto en que ya no podíamos ignorar la compresibilidad de las moléculas de agua", dijo Pautler. "Esta es la primera vez que esto ha sido reportado."

Los geoquímicos quieren saber qué tipo de química está ocurriendo en lo profundo de la corteza de la Tierra, más allá del alcance de las perforaciones. Estas reacciones químicas pueden afectar al agua y a los minerales que eventualmente migran hasta la superficie, o al comportamiento del ciclo del carbono entre las profundidades y la superficie de la Tierra.

"Los fluidos acuosos de las profundidades de la Tierra son grandes desconocidos para los geoquímicos", dijo Chris Colla, un estudiante graduado en la Tierra y Ciencias Físicas de la Universidad de California Davis y co-autor del artículo. "Con la RMN podemos obtener una visión interna de lo que ocurre en la corteza profunda de la Tierra."

Por ejemplo, Pautler, Colla y sus colegas, ya han observado los iones de calcio en solución. Los iones de calcio disueltos puede estar rodeados por cuatro, seis u ocho moléculas de agua. Descubrieron que la fuerza de la alta presión disuelve el calcio en un estado de ocho aguas.

Las mediciones de las altas presiones también podría arrojar luz sobre los procesos químicos que intervienen en el fracturamiento hidráulico, o "fracking", y en el comportamiento de los residuos nucleares enterrados durante largos períodos de tiempo. El fracking es un proceso de extracción de petróleo y gas mediante la inyección de líquidos a alta presión en las rocas.

La celda de RMN de alta presión fue construida en el taller mecánico del Laboratorio Nuclear Crocker con la ayuda de Peter Klavins, especialista investigador del Departamento de Física, y Steve Harley, un ex estudiante de posgrado en la UC Davis, ahora en el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore.

Otros co-autores del artículo son, en UC Davis: Prof. William Casey and Rene Johnson, Department of Chemistry; Jeffrey Walton, NMR Facility; André Ohlin, en Monash University, Australia and Dimitri Sverjensky at Johns Hopkins University and the Carnegie Institution of New York. The work was supported by the U.S. Department of Energy.


- Vídeo: “Mimicking chemical reactions in the Earth's crust
- Introducción a la espectroscopia RMN .
- Imagen: Un nuevo dispositivo de presión inventado por investigadores de UC Davis hace posible simular reacciones químicas profundas de la corteza terrestre. Crédito: Imagen cortesía de la Universidad de California - Davis
- Fuente: University of California - Davis. .
- Publicación: Brent G. Pautler, Christopher A. Colla, Rene L. Johnson, Peter Klavins, Stephen J. Harley, C. André Ohlin, Dimitri A. Sverjensky, Jeffrey H. Walton, William H. Casey. A High-Pressure NMR Probe for Aqueous Geochemistry. Angewandte Chemie International Edition, 2014; DOI: 10.1002/anie.201404994 .
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