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» » El mineral más abundante de la Tierra por fin tiene nombre

Referencia: Science Daily.com, 12 de diciembre 2014
"Earth's most abundant mineral finally has a name"

Con un antiguo meteorito, rayos X de alta energía y medio siglo de esfuerzo de investigación, han servido para encontrar, identificar y caracterizar un mineral que constituye el 38 por ciento de la Tierra.

Una sección del meteorito que cayó en Australia en 1879.
La bridgmanita se formó y quedó atrapada en venas
oscuras por el intenso y rápido choque de colisiones
de asteroides. Un equipo de científicos aclaró la definición
de la bridgmanita, una forma de alta densidad de silicato
de hierro y magnesio, el mineral más abundante de la Tierra,
usando el Advanced Photon Source del Laboratorio
Nacional de Argonne. Crédito: Tschauneret et al, Science
.
Este mineral es una forma de alta densidad del silicato de hierro de magnesio, ahora llamado Bridgmanita, y tiene definidos rangos muy restringidos para su formación. La investigación se realizó en el Advanced Photon Source, del Department of Energy (DOE) de EE.UU. en la Office of Science User Facility sita en el Laboratorio Nacional Argonne.

El mineral fue nombrado después de la investigación en 1964 por el premio Nobel y pionero en altas presiones, Percy Bridgman. Dicho denominación viene a fijar una brecha desconcertante en la jerga científica, además de ayudar a nuestra comprensión de las profundidades de la Tierra.

Para determinar la composición de las capas internas de la Tierra, los científicos necesitan probar los materiales bajo una presión y temperaturas extremas. Durante décadas, los científicos han creído una densa estructura de perovskita constituye el 38 por ciento del volumen de la Tierra, y que las propiedades fisicoquímicas de la bridgmanita tienen una gran influencia en cómo los elementos y el calor fluyen a través del manto de la Tierra. Pero ya que el mineral no puede sobrevivir en su viaje a la superficie, nadie ha sido capaz de probar su existencia, requisito indispensable para obtener su denominación por la Asociación Mineralógica Internacional.

La compresión por impacto que se produce en las colisiones de asteroides en el sistema solar son capaces de crear las mismas violentas condiciones que en la Tierra profunda, aproximadamente 2.100 ºC y presiones de unas 240.000 veces mayores que la presión del aire al nivel del mar. El choque se produce lo suficientemente rápido como para inhibir la descomposición de la bridgmanita que tiene lugar cuando la presión es más baja, tal como es en la superficie de la Tierra. Parte de los restos de estas colisiones caen a la Tierra como meteoritos, con la bridgmanita "congelada" dentro de una vena de fusión por impacto. En anteriores pruebas a los meteoritos mediante microscopía electrónica de transmisión, se causaron daños por radiación a las muestras y unos resultados incompletos.

Así que, el equipo decidió intentar una nueva táctica, utilizó una técnica no destructiva de rayos X microenfocado para el análisis de difracción y un novedoso detector de áreas de rápida lectura. Tschauner y sus colegas de Caltech y GeoSoilEnviroCARS, de la Universidad de Chicago, operaron con una línea de luz de rayos X en la APS en el Laboratorio Nacional Argonne, donde se aprovechó la alta energía de rayos X, y eso les dio la capacidad de penetrar en el meteorito, dejando muy poca radiación detrás para causar daño.

El equipo examinó una sección de la muy sorprendida meteorito L-condrita tenham, que se estrelló en Australia en 1879. El GSECARS línea de luz era óptimo para el estudio, ya que es uno de los lugares más importantes del país para la realización de investigaciones de alta presión.

Los granos de bridgmanita son raros en el meteorito Tenhma, son más pequeños que 1 micrómetro de diámetro. El equipo tuvo que utilizar un haz muy concentrado y realizar el mapeo de difracción de alta resolución espacial, hasta poder identificar el agregado de bridgmanita y caracterizarlo con el análisis estructural y composicional.

Esta primera muestra natural de bridgmanita llegó con algunas sorpresas: Contiene una cantidad inesperadamente alta de hierro férrico, más allá de las muestras sintéticas. La bridgmanite natural también contiene mucho más sodio que la mayoría de muestras sintéticas. Tanto es así que, la química del cristal de bridgmanita natural proporciona conocimientos químicos novedosos. Puede incluso servir en el futuro, de complemento a los estudios experimentales de las rocas del manto profundo.

Antes de este estudio, el conocimiento acerca de las propiedades de la bridgmanita sólo se había basado en muestras sintéticas, ya que solamente se mantiene estable por debajo de 660 kilometros de profundidad, a presiones superiores a 230 kbar. (23 GPa). Cuando se extrajo del interior de la Tierra, las más bajas presiones lo vuelven a transformar en un mineral menos denso. Algunos científicos creen que algunas inclusiones en los diamantes son marcas dejadas por la bridgmanita que cambiaron cuando se desenterraron los diamantes.

Los resultados del equipo fueron publicados en la edición del 28 de noviembre del journal Science como "Discovery of bridgmanite, the most abundant mineral in Earth, in a shocked meteorite", by O. Tschauner at University of Nevada in Las Vegas, N.V.; C. Ma; J.R. Beckett; G.R. Rossman at California Institute of Technology in Pasadena, Calif.; C. Prescher; V.B. Prakapenka at University of Chicago in Chicago, IL.


- Investigación fue financiada por el Departamento de Energía, la NASA y la NSF de Estados Unidos.
- Fuente: Argonne National Laboratory . http://www.anl.gov/articles/earth-s-most-abundant-mineral-finally-has-name
- Publicación: O. Tschauner, C. Ma, J. R. Beckett, C. Prescher, V. B. Prakapenka, G. R. Rossman. Discovery of bridgmanite, the most abundant mineral in Earth, in a shocked meteorite. Science, 2014; 346 (6213): 1100 DOI: 10.1126/science.1259369.
- Imagen: Una sección del meteorito que cayó en Australia en 1879. La bridgmanita se formó y quedó atrapada en venas oscuras por el intenso y rápido choque de colisiones de asteroides. Un equipo de científicos aclaró la definición de la bridgmanita, una forma de alta densidad de silicato de hierro y magnesio, el mineral más abundante de la Tierra, usando el Advanced Photon Source del Laboratorio Nacional de Argonne. Crédito: Tschauneret et al, Science.
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