La valencia y el espín del hierro son invisibles en el manto inferior de la Tierra

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La heterogeneidad en el manto de la Tierra es un registro de los procesos químicos y dinámicos de la historia de la Tierra. Las firmas geofísicas de la heterogeneidad solo pueden interpretarse con restricciones cuantitativas sobre efectos de elementos principales, como el hierro, sobre las propiedades físicas, incluidas la densidad, la compresibilidad y la conductividad eléctrica, explica el Dr. Jiachao Liu del Departamento de Ciencias de la Tierra y del MedioAmbiente, Universidad Estatal de Michigan, EE. UU.
Créditos: Jiachao Liu
Sin embargo, la deconvolución de los efectos de la valencia múltiple y los estados de espín del hierro en la bridgmanita (Bdg), el mineral más abundante en el manto inferior, ha sido un desafío.

En este artículo se muestra a través de un estudio de hierro férrico (Mg0.46Fe3+0.53) (Si0.49Fe3+0.51) O3 Bdg que Fe3+ en el sitio octaédrico experimenta una transición de espín entre 43 y 53 GPa a 300 K.

La resolución de los efectos de la transición de espín sobre la densidad, la velocidad del sonido en masa y la conductividad eléctrica son menores que las estimaciones previas, lo que concuerda con los perfiles de profundidad de las observaciones geofísicas. Para las posibles composiciones de manto, el estado de valencia del hierro tiene efectos menores sobre la densidad y las velocidades del sonido en relación con la composición de catión principal, concluye el Dr. Liu.


Jiachao Liu. Valence and spin states of iron are invisible in Earth’slower mantle. Nature Communications doi:10.1038/s41467-018-03671-5

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