La perovskita de silicato es (Mg, Fe) SiO 3 (el miembro terminal de magnesio se llama bridgmanita [1] ) o CaSiO 3 ( silicato de calcio ) cuando se dispone en una estructura de perovskita . Las perovskitas de silicato no son estables en la superficie de la Tierra y existen principalmente en la parte inferior del manto de la Tierra , entre aproximadamente 670 y 2.700 km (420 y 1.680 millas) de profundidad. Se cree que forman las principales fases minerales, junto con la ferropericlasa .
Descubrimiento
La existencia de perovskita de silicato en el manto se sugirió por primera vez en 1962, y tanto MgSiO 3 como CaSiO 3 se habían sintetizado experimentalmente antes de 1975. A fines de la década de 1970, se había propuesto que la discontinuidad sísmica en aproximadamente 660 km en el manto representaba una cambio de minerales de estructura de espinela con una composición de olivino a perovskita de silicato con ferropericlasa .
Perovskita de silicato natural fue descubierta en el meteorito Tenham fuertemente impactado . [2] [3] En 2014, la Comisión de Nuevos Minerales, Nomenclatura y Clasificación (CNMNC) de la Asociación Mineralógica Internacional (IMA) aprobó el nombre bridgmanita para el SiO 3 estructurado con perovskita (Mg, Fe) , [1] en honor del físico Percy Bridgman , que fue galardonado con el Premio Nobel de Física en 1946 por su investigación de alta presión. [4]
Estructura
La estructura de la perovskita (identificada por primera vez en el mineral perovskita ) se presenta en sustancias con la fórmula general ABX 3 , donde A es un metal que forma cationes grandes , típicamente magnesio , hierro ferroso o calcio . B es otro metal que forma cationes más pequeños, típicamente silicio , aunque pueden producirse cantidades menores de hierro férrico y aluminio . X es típicamente oxígeno. La estructura puede ser cúbica, pero solo si los tamaños relativos de los iones cumplen con criterios estrictos. Normalmente, las sustancias con estructura de perovskita muestran una menor simetría, debido a la distorsión de la red cristalina y las perovskitas de silicato se encuentran en el sistema cristalino ortorrómbico . [5]
Ocurrencia
Rango de estabilidad
La bridgmanita es un polimorfo de enstatita a alta presión , pero en la Tierra se forma predominantemente, junto con la ferropericlasa , a partir de la descomposición de ringwoodita (una forma de olivino a alta presión ) a aproximadamente 660 km de profundidad, o una presión de ~ 24 GPa. [5] [6] La profundidad de esta transición depende de la temperatura del manto; Ocurre un poco más profundo en las regiones más frías del manto y menos profundo en las regiones más cálidas. [7] La transición de ringwoodita a bridgmanita y ferropericlasa marca la parte inferior de la zona de transición del manto y la parte superior del manto inferior. La bridgmanita se vuelve inestable a una profundidad de aproximadamente 2700 km, transformándose isoquímicamente en post-perovskita . [8]
La perovskita de silicato de calcio es estable a profundidades ligeramente menores que la bridgmanita, se estabiliza aproximadamente a 500 km y permanece estable en todo el manto inferior. [8]
Abundancia
La bridgmanita es el mineral más abundante del manto. Las proporciones de bridgmanita y perovskita de calcio dependen de la litología general y la composición a granel. En litogías pirolíticas y harzburgíticas , la bridgmanita constituye alrededor del 80% del conjunto mineral y la perovskita cálcica <10%. En una eclogitic litología, bridgmanite y calcio perovskita comprenden ~ 30% cada uno. [8]
Presencia en diamantes
La perovskita de silicato de calcio se ha identificado en la superficie de la Tierra como inclusiones en diamantes. [9] Los diamantes se forman bajo alta presión en lo profundo del manto. Con la gran resistencia mecánica de los diamantes, gran parte de esta presión se retiene en el interior de la celosía, lo que permite conservar en forma de alta presión inclusiones como el silicato de calcio.
Deformación
La deformación experimental del MgSiO 3 policristalino en las condiciones de la parte superior del manto inferior sugiere que la perovskita de silicato se deforma por un mecanismo de dislocación por fluencia . Esto puede ayudar a explicar la anisotropía sísmica observada en el manto. [10]
Ver también
- Ringwoodita
Referencias
- ^ a b "Bridgmanita" . Mindat.org .
- ^ Tomioka, Naotaka; Fujino, Kiyoshi (22 de agosto de 1997). "Natural (Mg, Fe) SiO 3 -Ilmenita y -Perovskita en el meteorito Tenham". Ciencia . 277 (5329): 1084–1086. Bibcode : 1997Sci ... 277.1084T . doi : 10.1126 / science.277.5329.1084 . PMID 9262473 .
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enlaces externos
- Bryner, Jeanna (16 de junio de 2014). "Mineral más abundante, pero oculto de la tierra finalmente visto, nombrado" . Ciencia viva .
- Perkins, Sid (27 de noviembre de 2014). "Respeto desde hace mucho tiempo: el mineral más abundante de la Tierra finalmente obtiene un nombre oficial" . Ciencia .
- Tschauner, Oliver; Ma, Chi; Beckett, John R .; Prescher, Clemens; Prakapenka, Vitali B .; Rossman, George R. (28 de noviembre de 2014). "Descubrimiento de bridgmanita, el mineral más abundante en la Tierra, en un meteorito impactado" (PDF) . Ciencia . 346 (6213): 1100–1102. Código Bibliográfico : 2014Sci ... 346.1100T . doi : 10.1126 / science.1259369 . PMID 25430766 . S2CID 20999417 .
- Sharp, Thomas (28 de noviembre de 2014). "Bridgmanita, nombrada al fin". Ciencia . 346 (6213): 1057–1058. Código bibliográfico : 2014Sci ... 346.1057S . doi : 10.1126 / science.1261887 . PMID 25430755 . S2CID 206563252 .