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Mecanismo potencial para que el olivino transporte boro al manto profundo de la Tierra


El olivino es un componente importante del manto superior de la Tierra. El efecto del boro sobre las propiedades del olivino se ha ignorado previamente ya que el boro es en gran parte incompatible con el olivino. 


por Li Yuan, Academia China de Ciencias


La mayoría de las muestras de olivino natural recuperadas tienen concentraciones muy bajas (<0,5 ppm) de boro.

Sin embargo, se han encontrado olivinos con mucho boro (23–2100 ppm) y forsteritas enriquecidas en boro (160–230 ppm) en condiciones húmedas.

El Dr. Joshua Muir, investigador postdoctoral en el equipo de investigación dirigido por el Prof. Zhang Feiwu del Instituto de Geoquímica de la Academia de Ciencias de China (IGCAS) y sus colaboradores de la Universidad de Pekín investigaron la estabilidad de los defectos de boro-hidrógeno en olivino y predijeron su efecto sobre las propiedades del olivino.

Sus resultados indicaron que la compatibilidad del boro en el olivino podría aumentar considerablemente con el agua mediante la formación de complejos [B-Si-H] muy estables en la red de olivino.

El estudio fue publicado en Journal of Geophysical Research: Solid Earth el 25 de mayo.

La presencia de H y B en el olivino permitió la formación de defectos de BH, lo que incrementó en gran medida la solubilidad tanto del B como del H linealmente en el olivino independientemente de la presión, la temperatura, la actividad del SiO 2 y el Fe. Esto proporcionó un mecanismo potencial para que el olivino transportara boro al manto profundo.

Además, los investigadores revelaron dos defectos estables de BH: una forma asociada (con H unido) estabilizada a una temperatura más baja y una forma disociada (con H intersticial no unido) estabilizada a alta temperatura. El cambio en la estructura del defecto de boro-hidrógeno con la temperatura debería afectar la partición de isótopos al convertir la coordinación de boro favorecida de 3 a 4 veces, lo que favorece 10 B sobre 11 B en el olivino. Se sugirió que el fraccionamiento isotópico de boro en olivino es una fuerte función de la temperatura.

Los investigadores predijeron un aumento significativo en la difusión y la conductividad del H2 en las regiones del manto enriquecidas con boro a través de la producción de hidrógeno intersticial a altas temperaturas.


Más información: Joshua MR Muir et al, Extremely Stable, Highly Conductive Boron-Hydrogen Complexes in Forsterite and Olivine, 

Journal of Geophysical Research: Solid Earth (2022). DOI: 10.1029/2022JB024299



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