Ringwoodita: diferència entre les revisions
Ampliació de contingut a partir de enwiki |
Ampliació de contingut a partir de enwiki i eswiki |
||
| Línia 52: | Línia 52: | ||
Es creu que la discontinuïtat a una profunditat de 520 km és causada per la transició de la wadsleyita (fase beta) a ringwoodita (fase gamma), mentre que a 660 km de profunditat la discontinuïtat és causada per la transformació de fase de la ringwoodita a [[bridgmanita]] i [[magnesiowüstita]].<ref>{{cite journal |author1 = A. Deuss |author2 = J. Woodhouse |title = Seismic Observations of Splitting of the Mid-Transition Zone Discontinuity in Earth's Mantle |journal = [[Science (journal)|Science]], New Series |volume = 294 |number = 5541 |date = 12 October 2001 |pages = 354–357 |doi=10.1126/science.1063524}}</ref><ref>{{cite journal |author1 = G. R. Helffrich |author2 = B. J. Wood |year = 2001 |title = The Earth's mantle |journal = [[Nature (journal)|Nature]] |volume = 412 |pages = 501–507 |doi=10.1038/35087500}}</ref> |
Es creu que la discontinuïtat a una profunditat de 520 km és causada per la transició de la wadsleyita (fase beta) a ringwoodita (fase gamma), mentre que a 660 km de profunditat la discontinuïtat és causada per la transformació de fase de la ringwoodita a [[bridgmanita]] i [[magnesiowüstita]].<ref>{{cite journal |author1 = A. Deuss |author2 = J. Woodhouse |title = Seismic Observations of Splitting of the Mid-Transition Zone Discontinuity in Earth's Mantle |journal = [[Science (journal)|Science]], New Series |volume = 294 |number = 5541 |date = 12 October 2001 |pages = 354–357 |doi=10.1126/science.1063524}}</ref><ref>{{cite journal |author1 = G. R. Helffrich |author2 = B. J. Wood |year = 2001 |title = The Earth's mantle |journal = [[Nature (journal)|Nature]] |volume = 412 |pages = 501–507 |doi=10.1038/35087500}}</ref> |
||
== Cicle de l'aigua == |
|||
Es creu que la ringwoodita present en la meitat inferior de la zona de transició exerceix un paper fonamental en la dinàmica del mantell, i es creu que les propietats plàstiques de la ringwoodita poden ser crítiques per determinar el flux del material en aquesta part del mantell. La solubilitat de l'ió hidròxid en la ringwoodita és important a causa de l'efecte de l'hidrogen sobre la reologia. |
|||
Un equip d'investigadors de les universitats de [[Universitat de Northwestern|Northwestern]] i [[Universitat de Nou Mèxic|Nou Mèxic]] a càrrec de l'investigador i geòleg Gonzalo Preto, van publicar a ''[[Science]]'' l'any 2014 un treball en què afirmen que en el mantell hi ha grans quantitats de ringwoodita que resulten fonamentals per explicar el cicle de l' aigua al planeta Terra. Aquest mineral actua com una esponja per contenir aigua en forma química i el procés de deshidratació a altes temperatures i pressions en el mantell ajuda a dinamitzar la tectònica de plaques i explica l'origen de l'aigua al planeta Terra, ja que es tracta d'un component abundant en els meteorits. |
|||
Les conclusions es fonamenten en un descobriment publicat el març de 2014 a la revista ''[[Nature]]'' a partir d'un tros de ringwoodita trobada en un diamant expulsat per un volcà des d'una profunditat de 643 km al Brasil. Aquest petit tros de ringwoodita, l'única mostra que hi ha originària de l'interior de la Terra, contenia una sorprenent quantitat d'aigua unida en forma sòlida en el mineral.<ref>''Cf.'' Judith de J., "¿Está la mayor reserva de agua de la Tierra bajo EE.UU.?", en ''ABC'' de Madrid, 13/06/2014 http://www.abc.es/ciencia/20140612/abci-esta-mayor-reserva-agua-201406121431.html</ref> S'ha observat que la ringwoodita sintetitzada en condicions apropiades per a la zona de transició conté fins a un 2,6% d'aigua en pes.<ref>{{cite journal |author1 = David L. Kohlstedt |author2 = Hans Keppler |author3 = David C. Rubie |year = 1996 |title = Solubility of water in the alpha, beta, and gamma phases of (Mg,Fe)<sub>2</sub>SiO<sub>4</sub> |journal = Contributions to Mineralogy and Petrology |volume = 123 |pages = 345–357 |doi=10.1007/s004100050161}}</ref><ref>{{cite journal |author1 = J. R. Smyth |author2 = C. M. Holl |author3 = D. J. Frost |author4 = S. D. Jacobsen |author5 = F. Langenhorst |author6 = C. A. McCammon |year = 2003 |title = Structural systematics of hydrous ringwoodite and water in Earth’s interior |journal = American Mineralogist |volume = 88 |pages = 1402–1407 |doi=10.2138/am-2003-1001}}</ref> |
|||
== Referències == |
== Referències == |
||
Revisió del 23:02, 4 oct 2016
 |
Aquest article o secció s'està elaborant i està inacabat. L'usuari Santanyiner hi està treballant i és possible que trobeu defectes de contingut o de forma. Comenteu abans els canvis majors per coordinar-los. Aquest avís és temporal: es pot treure o substituir per {{incomplet}} després d'uns dies d'inactivitat. |
 Ringwoodita | |
|---|---|
 | |
| Fórmula química | SiMg₂O₄  |
| Epònim | Alfred Ringwood |
| Any descobriment | 1969 |
| Localitat tipus | meteorit Tenham, Tenham Station, South Gregory, Charters Towers Region, Queensland, Austràlia |
| Classificació | |
| Categoria | silicats |
| Nickel-Strunz 10a ed. | 9.AC.15 |
| Nickel-Strunz 9a ed. | 9.AC.15 |
| Nickel-Strunz 8a ed. | VIII/A.06 |
| Dana | 51.3.3.1 |
| Heys | 14.21.2 |
| Propietats | |
| Sistema cristal·lí | isomètric |
| Grup puntual | m3m (4/m 3 2/m) - hexoctahèdrica |
| Grup espacial | grup espacial 227 |
| Color | gris, gris blavós, porpra, incolor |
| Diafanitat | translúcida |
| Densitat | 3,9 g/cm3 (calculada) |
| Impureses comunes | Ti, Mn, Ca |
| Més informació | |
| Estatus IMA | aprovat |
| Codi IMA | IMA1968-036 |
| Any d'aprovació | 1969 |
| Símbol | Rwd |
La ringwoodita és un mineral de la classe dels silicats del grup de l'olivina. Va ser descoberta l'any 1967 a partir del meteorit Tenham, que va impactar a Charters Towers, Queensland, Austràlia[1] i va rebre el seu nom en honor al geoquímic australià Alfred E. Ringwood (1930-1993), el qual va estudiar les transicions de fase polimòrfiques dels minerals d'olivina i piroxens comuns en el mantell a pressions equivalent a profunditats d'uns 600 km.
Característiques
La ringwoodita és un silicat de fórmula química Mg2SiO4. És polimorfa amb la forsterita, la qual cristal·litza en el sistema ortoròmbic, i té estructura d'espinel·la, Els minerals del grup de l'espinel·la cristal·litzen en el sistema isomètric amb un hàbit octaèdric. L'olivina és el mineral d'aquest grup més abundant en el mantell superior, per sobre dels 410 km de profunditat; es creu que dos dels seus polimorfs, la wadsleyita i la ringwoodita, predominen a la zona de transició del mantell, una zona que va dels 410 als 660 km de profunditat.
Es creu que la ringwoodita és el mineral més abundant de la part inferior de la zona de transició. El rang de pressió en el qual la ringwoodita és estable va aproximadament de 18 a 23 GPa.
A part del mantell, la ringwoodita ha estat trobada en molts meteorits condrítics, en els quals la ringwoodita es troba en forma de agregats policristal·lins de gra petit.[2]
A part dels elements de la seva fórmula, sol contenir impureses de titani, manganès, calci i, sobretot, de ferro. La ringwoodita natural conté generalment molt més magnesi que ferro, però pot formar una sèrie de solució sòlida sense espais buits des de pur Mg2SiO4 a pur Fe2SiO4. Aquest últim mineral ve ser descobert recentment en una mostra natural i va ser anomenat ahrensita, en honor del físic de minerals estat-unidenc Thomas J. Ahrens (1936-2010).
Segons la classificació de Nickel-Strunz, la brunogeierita pertany a "9.AC - Nesosilicats sense anions addicionals; cations en coordinació octaèdrica [6]" juntament amb els següents minerals: brunogeierita, faialita, forsterita, glaucocroïta, kirschsteinita, laihunita, liebenbergita, tefroïta, monticellita i chesnokovita.
Estructura cristal·lina
La ringwoodita cristal·litza en el sistema isomètric amb el grup d'espai Fd3m. A escala atòmica, el cations de magnesi i els anions silicat es troben en coordinació octaèdrica i tetraèdrica, respectivament, amb l'oxigen. Els enllaços Si-O i Mg-O tenen característiques d'enllaç covalent i també d'enllaç iònic. El paràmetre de cel·la cúbica és 8,063 Å pel Mg2SiO4 pur.[3]
Propietats físiques
Les propietats físiques de la ringwoodita es veuen afectadess per la pressió i la temperatura. El valor de la densitat calculada de la ringwoodita és 3,564 g/cm3 per Mg2SiO4 pur; 3,691 per la composició Fo90 típica del mantell; i 4,845 per Fe2SiO4 pur. És un mineral isotròpic amb un índex de refracció n = 1,768.
El color de ringwoodita varia entre els meteorits, entre diferents agregats que contenen ringwoodita, i fins i tot en un únic agregat. Els agregats de ringwoodita poden ser de tots els tons de blau, porpra, gris i verd, o no tenir color en absolut. A les mostres sintètiques, la ringwoodita pura és incolora, mentre que les mostres que contenen una fracció molarde Fe2SiO4 superior a 0,01 són de color blau obscur. El color es creu que és degut a la tranferència de càrrega entre cations Fe2+ i Fe3+.[4]
Formació i jaciments
En els meteorits, la ringwoodita es forma degut a l'acció del metamorfisme d'impacte en forma de vetes que tallen la matriu i substitueixen l'olivina.[2]
A l'interior de la Terra, l'olivina existeix en el mantell superior a profunditats menors que 410 km i es creu que la ringwoodita és present a la zona de transició a una profunditat d'aproximadament 520-660 km. Les discontinuïtats en l'activitat sísmica a uns 410, 520, i 660 km de profunditat s'han atribuït als canvis de fase que impliquen l'olivina i els seus polimorfs.
Es creu que la discontinuïtat a una profunditat de 520 km és causada per la transició de la wadsleyita (fase beta) a ringwoodita (fase gamma), mentre que a 660 km de profunditat la discontinuïtat és causada per la transformació de fase de la ringwoodita a bridgmanita i magnesiowüstita.[5][6]
Cicle de l'aigua
Es creu que la ringwoodita present en la meitat inferior de la zona de transició exerceix un paper fonamental en la dinàmica del mantell, i es creu que les propietats plàstiques de la ringwoodita poden ser crítiques per determinar el flux del material en aquesta part del mantell. La solubilitat de l'ió hidròxid en la ringwoodita és important a causa de l'efecte de l'hidrogen sobre la reologia.
Un equip d'investigadors de les universitats de Northwestern i Nou Mèxic a càrrec de l'investigador i geòleg Gonzalo Preto, van publicar a Science l'any 2014 un treball en què afirmen que en el mantell hi ha grans quantitats de ringwoodita que resulten fonamentals per explicar el cicle de l' aigua al planeta Terra. Aquest mineral actua com una esponja per contenir aigua en forma química i el procés de deshidratació a altes temperatures i pressions en el mantell ajuda a dinamitzar la tectònica de plaques i explica l'origen de l'aigua al planeta Terra, ja que es tracta d'un component abundant en els meteorits.
Les conclusions es fonamenten en un descobriment publicat el març de 2014 a la revista Nature a partir d'un tros de ringwoodita trobada en un diamant expulsat per un volcà des d'una profunditat de 643 km al Brasil. Aquest petit tros de ringwoodita, l'única mostra que hi ha originària de l'interior de la Terra, contenia una sorprenent quantitat d'aigua unida en forma sòlida en el mineral.[7] S'ha observat que la ringwoodita sintetitzada en condicions apropiades per a la zona de transició conté fins a un 2,6% d'aigua en pes.[8][9]
Referències
- ↑ Binns, R.A., Davis, R.J., y Reed, S.J.B., 1969. "Ringwoodite, natural (Mg,Fe)2SiO4 spinel in the Tenham meteorite". Nature: 221: 943-944.
- ↑ 2,0 2,1 Chen. M, El Goresy A., and Gillet P. (2004). "Ringwoodite lamellae in olivine: Clues to olivine–ringwoodite phase transition mechanisms in shocked meteorites and subducting slabs". PNAS.
- ↑ Smyth, J.R. and T.C. McCormick (1995). "Crystallographic data for minerals". in (T.J. Ahrens, ed.) Mineral Physics and Crystallography: A Handbook of Physical Constants, AGU Washington DC, 1-17.
- ↑ Keppler, H.; Smyth, J.R. «Optical and near infrared spectra of ringwoodite to 21.5 GPa». American Mineralogist, vol. 90, 2005, pàg. 1209–1214. DOI: 10.2138/am.2005.1908.
- ↑ «Seismic Observations of Splitting of the Mid-Transition Zone Discontinuity in Earth's Mantle». Science, New Series, vol. 294, 12-10-2001, pàg. 354–357. DOI: 10.1126/science.1063524.
- ↑ «The Earth's mantle». Nature, vol. 412, 2001, pàg. 501–507. DOI: 10.1038/35087500.
- ↑ Cf. Judith de J., "¿Está la mayor reserva de agua de la Tierra bajo EE.UU.?", en ABC de Madrid, 13/06/2014 http://www.abc.es/ciencia/20140612/abci-esta-mayor-reserva-agua-201406121431.html
- ↑ «Solubility of water in the alpha, beta, and gamma phases of (Mg,Fe)2SiO4». Contributions to Mineralogy and Petrology, vol. 123, 1996, pàg. 345–357. DOI: 10.1007/s004100050161.
- ↑ «Structural systematics of hydrous ringwoodite and water in Earth’s interior». American Mineralogist, vol. 88, 2003, pàg. 1402–1407. DOI: 10.2138/am-2003-1001.