Bajo las peculiares condiciones presentes en las profundidades del manto de la Tierra, los carbonatos de hierro pueden desempeñar un papel en la formación de diamantes, ha encontrado un equipo internacional de investigadores.
Diamantes extraídos de profundidades de unos 700 km. tener inclusiones que contienen carbonatos, proporcionando evidencia directa de que existen carbonatos a tales profundidades. Sin embargo, su rango de estabilidad, Las estructuras cristalinas y las condiciones termodinámicas del proceso de descarbonatación no se comprenden bien.
Los científicos, procedentes de Rusia, Francia, Alemania, Italia y Estados Unidos:investigaron estos carbonatos simulando las condiciones peculiares que caracterizan el manto profundo de la Tierra, incluso:
Obviamente, la mayoría de los compuestos químicos que son estables en la superficie de la Tierra no pueden existir en condiciones tan extremas.
Sin embargo, los científicos encontraron algunos valores atípicos. Específicamente, su investigación reveló que en estas condiciones, pueden existir moléculas de carbonato, y puede reorganizarse para que el carbono lleve un átomo de oxígeno extra, formando una forma tetraédrica.
El equipo detectó por primera vez dos compuestos novedosos, incluido un llamado "tetracarbonato" que tiene el potencial de sobrevivir en las profundidades del manto inferior de la Tierra.
Los resultados de su trabajo indican que una de las nuevas estructuras cristalinas es excepcionalmente estable y conserva su estructura en las condiciones presentes en el manto terrestre. a profundidades de 2, 500 km:cerca de donde el manto se encuentra con el núcleo de la tierra.
A través del proceso de autooxidación, Los carbonatos pueden permanecer preservados en las profundidades del manto de la Tierra, contribuyendo así a la formación de diamantes.
La investigadora de Skoltech Leyla Ismailova, uno de los coautores del estudio, dijo:"Este hallazgo puede proporcionarnos una mejor comprensión de las reacciones de autooxidación en la Tierra y el papel que juega nuestro planeta en el ciclo del carbono".
Para simular las condiciones del manto profundo, el equipo generó altas presiones y temperaturas utilizando celdas de yunque de diamante calentadas con láser. Se apretó una muestra muy pequeña (de 10 a 15 micrones) entre un par de diamantes con un rayo láser enfocado en ellos. Luego, el equipo utilizó rayos X de sincrotrón para examinar el contenido y la estructura de las muestras en la Instalación Europea de Radiación de Sincrotrón (Francia) y la Fuente de Fotones Avanzados (Estados Unidos). En las mismas instalaciones, utilizando una espectroscopia de sincrotrón Mössbauer, pudieron medir pequeños cambios en los niveles de energía atómica de Fe, que es crucial para determinar el estado de valencia de nuevos carbonatos de hierro a alta presión.
