Conducibilità termica reticolare calcolata di MgSiO 3 postperovskite (PPv) e bridgmanite (Brg) nelle condizioni del mantello più basso della Terra. Credito:Università di Ehime
Conducibilità termica reticolare di MgSiO 3 Le fasi di bridgmanite e postperovskite (PPv) nelle condizioni più profonde del mantello terrestre sono state determinate da simulazioni computerizzate di meccanica quantistica. I ricercatori della Ehime University hanno riscontrato un aumento sostanziale della conduttività associata al cambiamento di fase. Ciò indica che il confine di fase PPv è il confine non solo della mineralogia ma anche della conduttività termica. Anche l'effetto dell'anisotropia sulla conduttività del PPv nelle proprietà di trasporto del calore nel mantello più basso è risultato essere minore.
Il trasporto di calore nelle profondità della Terra ne controlla l'evoluzione termica. La determinazione della conducibilità termica del mantello inferiore è una delle questioni centrali per una migliore comprensione dei fenomeni profondi della Terra, come lo stile della convezione del mantello, l'evoluzione del campo magnetico, e la crescita del nucleo interiore. Però, è poco compreso perché le condizioni di pressione e temperatura del mantello profondo sono piuttosto difficili da replicare in esperimenti di laboratorio. Nel nuovo studio, i ricercatori hanno determinato la conduttività termica di MgSiO 3 postperovskite, il minerale più abbondante sul fondo del mantello, che viene trasformato da MgSiO 3 bridgmanite, nelle condizioni del mantello più basse basate su calcoli di meccanica quantistica senza parametri empirici.
Gli scienziati hanno scoperto un salto nella conduttività termica associata alla transizione di fase, indicando che il confine di fase postperovskite è il confine non solo della mineralogia ma anche della conduttività termica (Figura 1). Il cambiamento di fase produce una variazione laterale maggiore nel flusso di calore attraverso il confine del mantello centrale (CMB). Anche, hanno esaminato gli effetti dell'anisotropia sulla conduttività termica del flusso di calore CMB e hanno scoperto che è minore con l'orientamento dei cristalli della postperovskite. Questo potrebbe spiegare come si sviluppa l'anisotropia sismica osservata alla base del mantello.
