Manto de la Tierra: nueva herramienta numérica describe deformación de las rocas

A pesar de sólidos, las rocas del manto de la Tierra deforma muy lentamente. El equipo del profesor Patrick Cordier en los materiales y de transformación de la Unidad (Université de Lille 1/CNRS) ha desarrollado un modelo que hace posible que, en escalas de tiempo de varios millones de años, para vincular la deformación de las rocas con la convección del manto, el conductor fundamental de la tectónica de placas . Hasta ahora, ningún método experimental en el laboratorio había logrado las condiciones reales de la deformación de las rocas del manto.Mediante la aplicación de este modelo de óxido de magnesio, un sólido presente en el manto de la Tierra, los científicos fueron capaces de mostrar cómo a escala atómica defectos de este mineral pueden ser transmitidos a gran escala y durante largos períodos de tiempo. Publicado en la revista Nature del 12 de enero de 2012, estos resultados ponen en cuestión algunos enfoques experimentales a altas presiones y temperaturas.Demuestran que sólo una capa delgada en el manto inferior puede ser considerado como un líquido viscoso; otra parte, el manto se comporta como un sólido plástico.

El comportamiento del manto de la Tierra es caótica en escalas de tiempo geológicas. Sin embargo, parece relativamente estático, inmóvil o de hecho, en la escala de una vida humana (la velocidad en el manto son comparables a la velocidad de crecimiento de uña). Para entender mejor cómo la deformación que afecta a las rocas y minerales más profundo de la Tierra afecta a la convección del manto, una aproximación numérica novela ha sido desarrollado por el equipo de Patrick Cordier en los materiales y la Unidad de Transformación (Université de Lille 1/CNRS).
Mediante la integración de conceptos teóricos de la física del estado sólido y los mecanismos de deformación de materiales, los científicos han sido capaces de describir el comportamiento de los minerales en escalas de tiempo que antes eran inaccesibles y bajo condiciones experimentalmente inalcanzables.

Los investigadores simulado la deformación de óxido de magnesio (MgO), un sólido presente de forma natural en el manto inferior, bajo condiciones de presión y temperatura idénticos a los de la capa (alrededor de un millón de veces la presión atmosférica y una temperatura de varios miles de grados). Los investigadores fueron capaces de observar la presencia de defectos en la escala atómica, llamada dislocaciones. Para Cordier y sus colegas, esas perturbaciones son la principal causa de la deformación plástica del manto, que es el motor fundamental de la máquina de calor de la Tierra (placas tectónicas, volcanes, terremotos, etc.)

Desde la perspectiva de la geofísica, estos resultados sacudir a algunos de los conceptos establecidos en la materia. Para la convección del manto del modelo (el mecanismo que libera el calor interno de la Tierra), el manto se considera generalmente como comportarse como un fluido viscoso en escalas de tiempo largas. En este estudio, los científicos muestran que sólo una fina capa en el manto inferior de hecho se comporta de esta manera. En el resto del manto, el concepto de viscosidad no se aplica, y la roca se comporta como un sólido plástico.

Estos datos científicos se abre un nuevo campo de investigación en geofísica, la vinculación de la dislocación de los sólidos a escala atómica con los flujos de fluidos en la escala del manto.

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