La estructura cristalina de ε-AlOOH. Crédito:Universidad Ehime
Una nueva fase hidratada, ε-AlOOH, se observó que era estable a presiones superiores a 200 GPa. La estabilidad de ε-AlOOH a presiones extremadamente altas puede afectar los resultados del modelado de la estructura interna y la circulación de aguas profundas de algunos planetas extrasolares, como las supertierras terrestres, porque el hidróxido puede almacenar agua en estas regiones.
El hidrógeno es el elemento más abundante en el universo y juega un papel importante en la estructura, dinámica, y evolución de los planetas. El hidrógeno se transporta a las regiones del manto profundo como un mineral hidratado a través de la subducción de las placas oceánicas. Para comprender mejor la circulación global de hidrógeno en el manto de la Tierra, Se llevaron a cabo varios experimentos a alta presión sobre la estabilidad de las fases hidratadas en condiciones de manto inferior. Los recientes descubrimientos de nuevos minerales hidratados a alta presión han ampliado el campo de estabilidad de las fases hidratadas hacia una presión más amplia, rangos de temperatura y composición, sugiriendo la existencia y los roles importantes del agua en la región más profunda del manto de la Tierra. Sin embargo, Ha habido pocos estudios sobre minerales hidratados en el sistema multicomponente relevantes para las losas subductoras reales bajo las condiciones de presión y temperatura de las partes inferiores del manto de la Tierra y de las de otros interiores planetarios.
Realizamos experimentos de difracción de rayos X in situ en las principales fases hidratadas del manto inferior de la Tierra, CaCl 2 -tipo d-AlOOH, y sus soluciones sólidas con FeOOH y MgSiO 4 H 2 a presiones de hasta ~ 270 GPa, mucho más altos que los del manto de la Tierra. Las condiciones de alta presión-temperatura (P – T) se lograron mediante técnicas que utilizan un aparato de yunque múltiple (MA) y una celda de yunque de diamante calentada por láser (DAC) en una amplia gama de presiones de hasta 270 GPa y temperaturas de hasta 2, 500 K (Tabla S1).
Por encima de 190 GPa a 2500 K, observamos que d-AlOOH pasó a una nueva fase, llamado e-AlOOH. También encontramos que los hidróxidos formaron soluciones sólidas en un amplio rango de composición en el AlOOH – FeOOH – MgSiO 4 H 2 sistema, que aloja los elementos principales en rocas terrestres. Por lo tanto, el agua podría almacenarse en estos hidróxidos en los interiores profundos de la Tierra, super-Tierras terrestres, y los núcleos rocosos de algunos planetas helados, independientemente de sus modelos de composición.
