Ingenieros Geofísicos

La deformación en la litosfera de la Tierra se localiza en zonas estrechas y de alta tensión. Formación de matrices conjugadas de estructuras de expansión. Los filosilicatos, minerales en capas fuertemente anisotrópicos, son abundantes en estas rocas, donde acomodan gran parte de la tensión y desempeñan un papel importante en la inhibición o la activación de sismos. Hasta ahora, se entendía que los filosilicatos solo podían deformarse por deslizamiento de dislocación a lo largo de las capas y no podían acomodar grandes cepas sin agrietamiento y dilatación. En este artículo se muestra que una nueva clase de defectos a escala atómica, conocidos como ripplocations, explican el desarrollo de una capa de tensión sin daños frágiles. Se utilizó microscopía electrónica de transmisión de alta resolución (TEM - transmission electron microscopy) para resolver las características de flexión a nanoescala de las ripplocations en la biotita mineral de filosilicato. Se demostró que las ...

Así como los gases regulan el clima a lo largo del tiempo geológico, los volcanes emiten cantidades prodigiosas de metales a la atmósfera, donde tienen un papel clave como catalizadores, contaminantes y nutrientes, dijo la Dra. Marie Edmonds del Department of Earth Sciences, University of Cambridge , Reino Unido. Diagrama de fase NaCl-H2O trazado en el espacio presión-composición.  Créditos: Marie Edmonds En este artículo se comparan mediciones de emisiones de metales de arcos volcánicos basálticos con configuraciones de puntos calientes. Además de emitir mayores flujos de metales (similares a los que construyen depósitos minerales), estas emisiones de arco poseen una huella digital distintiva, particularmente rica en tungsteno, arsénico, talio, antimonio y plomo en comparación con aquellas de puntos calientes. Se propone que las emisiones de metales volcánicos están controladas por el contenido de agua magmática y redox: los magmas de arcos hidratados que no sufren satu...

La discontinuidad sísmica de 660 km, que es una estructura significativa en el manto de la Tierra, generalmente se interpreta como la transición post-espinela, como lo indica la descomposición de ringwoodita a bridgmanita + ferropericlasa, expone el Dr. Takayuki Ishii del Bayerisches Geoinstitut, University of Bayreuth , Alemania. Créditos: Takayuki Ishii Todos los experimentos precisos de alta presión y alta temperatura, no obstante, reportan presiones de transición inferiores (0.5–2 GPa) a las esperadas a la profundidad de la discontinuidad (es decir, 23.4 GPa). Estos resultados son inconsistentes con la hipótesis de la transición post-espinela y, por lo tanto, no son compatibles con los modelos ampliamente aceptados de la composición del manto como los modelos de pyrolita y Condrita CI. En el artículo se presentan nuevos datos experimentales que muestran la transición post-espinela en absoluta concordancia con la profundidad de la discontinuidad de 660-Km obtenida por di...

En los años 60s, unos 50 años después de que el investigador alemán Alfred Wegener propusiera su hipótesis de la deriva continental, la teoría de la tectónica de placas proporcionó a los científicos un marco unificador para describir el movimiento a gran escala de las placas superficiales que componen la litosfera de la Tierra, un marco que posteriormente revolucionó las geociencias, explica el Dr. Chunquan Yu, del Departamento de Ciencias de la Tierra, Atmosféricas y Planetarias, Instituto Tecnológico de Massachusetts, EE. UU. . Créditos: Chunquan Yu La forma en que esas placas se mueven alrededor de la superficie de la Tierra está controlada por el movimiento dentro del manto, cuya fuerza motriz es la convección debido a anomalías térmicas, y una componente de heterogeneidad. Sin embargo, el desafío técnico de visualizar estructuras dentro de una esfera de roca de 6,371 kilómetros de radio ópticamente impenetrable ha hecho que el entendimiento del estado compositivo y térmico d...

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 (Mg 0.46 Fe 3+ 0.53 ) (Si 0.49 Fe 3+ 0.51 ) O3 Bdg que Fe 3+  en el sitio octaédrico experimenta una transición de espín entre 43 y 53 GPa a 300 K. La resolución de los efectos de...

Cuando ocurre un sismo, los sismómetros cercanos recogen sus vibraciones en forma de ondas sísmicas. Además de revelar el epicentro de un sismo, las ondas sísmicas pueden dar a los científicos una forma de mapear las estructuras interiores de la Tierra, explica el Dr. C. J. Cline II de la Research School of Earth Sciences, Australian National University, Canberra Australia. Créditos: C. J. Cline II Al medir la velocidad a la cual las ondas sísmicas viajan a varias profundidades, los científicos pueden determinar los tipos de rocas y otros materiales que se encuentran debajo de la superficie de la Tierra. La precisión de tales mapas sísmicos depende de la comprensión de los científicos de cómo varios materiales afectan las velocidades de las ondas sísmicas. Ahora, investigadores del MIT y la Universidad Nacional de Australia han descubierto que las ondas sísmicas son esencialmente ciegas a una sustancia muy común que se encuentra en todo el interior de la Tierra: el agua. Lo...

Los científicos han encontrado un mineral nunca antes visto, dentro de un diamante formado en lo profundo del manto de la Tierra. Se cree que es el cuarto mineral más abundante del planeta, pero la perovskita de silicato de calcio por lo general está enterrada a 600 km por debajo de la superficie, explica el Dr. F. Nestola del Dipartimento di Geoscienze, Università degli Studi di Padova, Italia. Créditos: F. Nestola El diamante proporciona una "prueba fundamental" de la idea largamente teorizada de que las placas de corteza oceánica que se hunden profundamente dentro de la Tierra se reciclan en el manto inferior. Los investigadores encontraron el mineral atrapado en un diamante de la mina Cullinan de Sudáfrica. Esta mina ha producido algunos de los diamantes más caros del mundo, incluidos dos de los diamantes más grandes de las joyas de la corona británica. También es la fuente de algunos de los diamantes más valiosos científicamente. Las rocas pueden arrojar luz...

Fracturas en el emplazamiento de Sandfell Lacolitos, Islandia oriental: implicaciones en la intrusión de riolita y los peligros volcánicos Créditos: Tobias Mattsson El magma félsico comúnmente se agrupa dentro de intrusiones magmáticas poco profundas en forma de hongo, llamados lacolitos o criptodomo, que pueden causar tanto erupciones explosivas así como el colapso del edificio volcánico, explica el Dr. Tobias Mattsson del Department of Earth Sciences, Uppsala University, Suecia. La deformación durante el emplazamiento de lacolitos se considera que ocurre principalmente en la roca huésped. Sin embargo, los lacolitos someros (criptodomos) muestran una extensa deformación interna. Si bien la deformación del magma en los conductos volcánicos es un proceso importante para regular el comportamiento eruptivo, los efectos de la deformación del magma en el emplazamiento de la intrusión permanecen en gran parte inexplorados. En este estudio, se investigó el empla...

La mineralogía y la geoquímica asociadas con Rodinia (aprox. 1.3-0.9 Ga) son significativamente diferentes de otros supercontinentes, explica el Dr. Chao Liu, del Geophysical Laboratory, CarnegieInstitution for Science , Washington, USA. Créditos: Chao Liu En comparación con otros supercontinentes, se formaron relativamente, más minerales con contenido de Nb, minerales con contenido de Y y circones durante la formación de Rodinia, con enriquecimientos correspondientes de las concentraciones de Nb, Y y Zr en las rocas ígneas. Por el contrario, los minerales que contienen muchos otros elementos (por ejemplo, Ni, Co, Au, Se y elementos del grupo del platino) son significativamente menos abundantes, sin la disminución correspondiente de concentraciones de Ni y Co en las rocas ígneas. Se sugiere que, los enriquecimientos de Nb, Y y Zr en rocas ígneas y que, el incremento relativo de la ocurrencia de minerales con contenido de Nb, minerales con contenido de Y y circones, so...

Modelado de recuperación de petróleo para grainstones carbonatadas de macro y micro poros En general, el modelado de la recuperación de petróleo es un problema desafiante que involucra cálculos detallados del flujo de fluidos con detalles estructurales que desafían la solución experimental actual. Créditos: Ye Xu Recientes experimentos de laboratorio de micro y macro poros sugieren que existe una relación sistemática entre la saturación de petróleo restante (ROS - remaining oil saturation) y la fracción de micro poros. Trabajando con medidas experimentales de los poros, obtenidas a partir de tomografías de rayos X y porosimetría por presión capilar de intrusión de mercurio, se define un modelo de roca digital que ejemplifica los elementos estructurales clave de estas grainstones carbonatadas. Posteriormente, se prueban dos modelos de flujo de fluidos: modelo de percolación de invasión y modelo de medio eficaz. Aunque la percolación de invasión identifica el substancial i...

Terremotos de profundidad intermedia vinculados al calentamiento localizado en dunita y harzburgita La ocurrencia de terremotos de profundidad intermedia y profunda a profundidades mayores de 60 km en placas de subducción ha confundido por mucho tiempo a los geocientíficos. Créditos: Tomohiro Ohuchi Estos terremotos requieren algún mecanismo para acelerar el movimiento de la falla a altas presiones por encima de 1.8 GPa. El calentamiento localizado contribuiría a la falla, pero la evidencia experimental de este mecanismo se ha limitado a presiones de hasta 0.5 GPa. En éste artículo se presentan los resultados de experimentos de deformación en muestras de dunita seca a presiones de 1.0 a 2.6 GPa y temperaturas de 860 a 1,350 K, condiciones cercanas a las de terremotos de profundidad intermedia relativamente someros. Se observó la deformación plástica de la dunita, seguida de fallas y emisiones acústicas a una razón de deformación acelerada de aproximadamente 5 × 10 -5 s...

El metamorfismo de fluidos de la corteza continental está gobernado por el flujo de fluidos a una nanoescala El transporte de fluidos a través de la corteza terrestre controla la redistribución de elementos para formar minerales y depósitos de hidrocarburos, la liberación y separación de gases de efecto invernadero y facilita las reacciones metamórficas que influyen en la reología litosférica. En sistemas permeables con una porosidad bien conectada, el transporte de fluidos es controlado en gran medida por los gradientes de presión de los fluidos. Créditos: Oliver Plümper En rocas menos permeables, la deformación puede inducir la permeabilidad mediante la creación de heterogeneidades interconectadas, pero sin estas perturbaciones, el transporte de masa se limita a lo largo de los límites de los cristales o de procesos de transformación que autogeneran trayectorias fluidas transitorias. Esto último puede facilitar el transporte a gran escala de fluidos y masas en rocas nom...

Desgasificación de Espumas de Magma Abiertas y Cerradas Durante el ascenso del magma, las burbujas forman nucleos, crecen, se unen y forman una red porosa de permeabilidad variable. Créditos:  Felix Wendelin Von Aulock La reorganización, agrietado y sellado de las paredes de las burbujas puede contribuir a la apertura y cierre del sistema volcánico. En esta contribución se hace que la obsidiana forme núcleos y que crezcan las burbujas a un volumen de gas alto, a la presión atmosférica, calentando muestras a 950 °C para diversos tiempos y se captó el crecimiento a través de un horno. Después del experimento, se realizó una imagen de la estructura porosa interna de muestras seleccionadas en 3D y posteriormente se disecó para el análisis de texturas y se disecó el contenido remanente de agua en el vidrio. Se demuestra que en estos sistemas de alta viscosidad, durante la formación de espuma y posterior maduración de la espuma, las burbujas cerca de una superficie libre ...

Causas acumuladas por el bajo contenido de elementos de sulfuros en la corteza continental A pesar de la importancia económica de los elementos calcófilos y siderófilos, no está claro cómo se enriquecen o escasean en la corteza continental, en comparación con la corteza oceánica, explica el Dr Frances Elaine Jenner de la School of Environment, Earth and Ecosystem Sciences , del Reino Unido. Esto se debe en parte a nuestro conocimiento limitado del comportamiento de partición de los elementos calcófilos y siderófilos.  Se compilaron datos de composición para basaltos de dorsales meso-oceánicas y rocas volcánicas relacionadas con la subducción.      Créditos: Frances Elaine Jenner      Se demuestra que los derretimientos derivados del manto que contribuyen a la formación de la corteza oceánica y continental raramente evitan la saturación de sulfuros durante el enfriamiento en la corteza y que, en promedio, los magmas de la zona de subducción...