Un grupo de investigación internacional con el Dr. Longjian Xie del Instituto Bávaro de Investigación de Geoquímica y Geofísica Experimental (BGI) de la Universidad de Bayreuth ha logrado por primera vez medir la viscosidad que exhiben los sólidos fundidos bajo las condiciones de presión y temperatura que se encuentran en el manto terrestre inferior. Los datos obtenidos apoyan la suposición de que se formó una capa de roca enriquecida con bridgmanita durante la historia temprana de la tierra a una profundidad de alrededor de 1, 000 kilómetros:en la frontera con el manto superior. Además, los datos también proporcionan indicaciones de que el manto inferior contiene depósitos más grandes de materiales que se originaron en un océano de magma temprano y que se han mantenido sin cambios hasta el día de hoy. Los investigadores han presentado sus hallazgos en la revista científica. Comunicaciones de la naturaleza .

Para las mediciones de viscosidad, los científicos utilizaron un elemento calefactor que desarrollaron, basado en un diamante dopado con boro y, por lo tanto, conductor de electricidad. Por ejemplo, pudieron examinar muestras de material en una prensa de varios yunques a presiones de hasta 30 gigapascales y a temperaturas de casi 3, 000 grados Celsius, es decir. en condiciones similares a las que prevalecen en el manto inferior de la Tierra primitiva. Las muestras fueron seleccionadas por una composición similar a los principales minerales presentes en el manto inferior. Usando una cámara súper rápida (1000 cuadros / segundo), Se observaron los procesos de fusión que tienen lugar en la prensa de múltiples yunques, y se midió la viscosidad del material fundido.

Los datos obtenidos resultaron ser particularmente reveladores con respecto al océano de magma, a partir del cual se formó el manto terrestre a lo largo de la historia de la tierra. Según sus medidas de viscosidad, los investigadores pudieron demostrar que la cristalización del océano de magma dependía en gran medida del nivel de presión. Esto dio lugar a la denominada cristalización fraccionada a una profundidad de alrededor de 1, 000 kilómetros. "Nuestros datos de medición apoyan la suposición de que una capa de roca que contiene una alta proporción del mineral bridgmanita se formó a esta profundidad debido a los procesos de cristalización. Esta capa podría ser responsable de la alta viscosidad observada a esta profundidad en investigaciones geofísicas anteriores". "explica el Dr. Longjian Xie, investigador postdoctoral en BGI y autor principal del estudio ahora publicado. Los otros miembros del equipo internacional de autores están trabajando en Japón, en la Universidad de Okayama y el sincrotrón de electrones Spring-8, y en Francia en la Université Clermont Auvergne y el sincrotrón SOLEIL en Saint Aubin.