O manto profundo da Terra pode ter rios de prótons de fases superiônicas

Pierfranco Demontis disse em 1988: “O gelo se torna um condutor de íons rápidos em alta pressão e altas temperaturas”, mas sua previsão era apenas hipotética até recentemente. Após 30 anos de estudo, o gelo superiônico de água foi verificado experimentalmente em 2018. A superionicidade pode, finalmente, explicar o forte campo magnético no interior de planetas gigantes.

E na Terra, cujo interior também está sob condições extremas de pressão e temperatura? Embora três quartos da superfície da Terra sejam cobertos por água, água ou gelo isolados raramente existem no interior da Terra. A unidade mais comum de água é a hidroxila, que está associada aos minerais hospedeiros para torná-los minerais hidratados. Agora, um grupo de pesquisa liderado pelo Dr. Qingyang Hu, Dr. Duckyoung Kim e Dr. Jin Liu do Centro de Pesquisa Avançada de Ciência e Tecnologia de Alta Pressão descobriu que um desses minerais hidratados também entra em uma fase superiônica exótica, semelhante ao gelo de água em planetas gigantes. Os resultados foram publicados na Nature Geosciences.

“Na água superiônica, o hidrogênio é liberado do oxigênio, se torna líquido, e se move livremente dentro da rede sólida de oxigênio. Da mesma forma, estudamos um óxido-hidróxido de ferro mineral hidratado (FeOOH), e os átomos de hidrogênio se movem livremente na rede de oxigênio sólido de FeO2 “, disse o Dr. He, que conduziu a simulação computacional.

“Ele se desenvolveu na fase superiônica acima de cerca de 1700 ° C e 800 mil vezes a pressão atmosférica normal. Essas condições de pressão e temperatura garantem que uma grande parte do manto inferior da Terra possa hospedar o mineral hidratado superiônico. Essas regiões profundas podem ter rios feitos de prótons, que podem fluir através dos sólidos” acrescentou o Dr. Kim.

Guiados por suas previsões teóricas, a equipe então tentou verificar esta fase superiônica prevista em FeOOH quente, realizando experimentos de alta temperatura e alta pressão usando uma técnica de aquecimento a laser em uma célula de bigorna de diamante.

“É tecnicamente desafiador reconhecer o movimento dos átomos de H experimentalmente; no entanto, a evolução da ligação OH é sensível à espectroscopia Raman”, disse o Dr. Hu, um dos autores principais. “Então, rastreamos a evolução da ligação OH e capturamos esse estado exótico em sua forma normal.”

Eles descobriram que a ligação OH enfraquece abruptamente acima de 73 mil vezes a pressão atmosférica normal, junto com o enfraquecimento de ~ 55% da intensidade do pico OH Raman. Esses resultados indicam que algum H + pode ser deslocado do oxigênio e tornar-se móvel, enfraquecendo a ligação OH, consistente com as simulações. “O amolecimento e o enfraquecimento da ligação OH em condições de alta pressão e temperatura ambiente só podem ser considerados como um precursor do estado superiônico porque a alta temperatura é necessária para aumentar a mobilidade além da célula unitária”, explicou o Dr. Hou.

Em materiais superiônicos, haverá uma mudança de condutividade óbvia, que é uma evidência robusta de superionização. A equipe mediu a evolução da condutividade elétrica da amostra em condições de alta temperatura e pressão. Eles observaram um aumento abrupto na condutividade elétrica em torno de 1500-1700 ° C e 121 mil vezes a pressão atmosférica normal, indicando que o hidrogênio difusivo cobriu toda a amostra sólida e, portanto, entrou em um estado superiônico.

“O FeO2Hx do tipo pirita é apenas o primeiro exemplo de fases superiônicas no manto inferior profundo”, observou o Dr. Liu, co-autor principal do trabalho. “É muito provável que o hidrogênio nos óxidos densos contendo hidrogênio recentemente descobertos que são estáveis ​​sob as condições de alto PT do manto inferior profundo, como fases hídricas densas, também possam exibir comportamento superiônico.”

// HS

COMPARTILHAR

DEIXE UM COMENTÁRIO:

Sinais de possível 1º exoplaneta fora da Via Láctea são detectados

Pela primeira vez na história, é possível que os cientistas tenham descoberto um planeta em outra galáxia. O possível exoplaneta recebeu o nome de M51-ULS-1 e se encontra a 28 milhões de anos-luz de distância na …

China vai vacinar crianças a partir de três anos contra a covid-19

Imunizantes aprovados são das farmacêuticas chinesas Sinopharm e Sinovac, fabricante da Coronavac. País será um dos primeiros a começar a vacinar essa faixa etária. No total, China já vacinou 76% da população. Ao menos cinco províncias …

"Bolsonaro ignora todas as necessidades culturais dos brasileiros", diz Gilberto Gil à revista Télérama

A imprensa francesa desta segunda-feira (25) destaca o show de Gilberto Gil nesta noite na Filarmônica de Paris. O músico brasileiro conversou com o jornal Le Monde e com a revista Télérama. "Gilberto Gil", embaixador …

"Peças extraordinárias" achadas na Indonésia podem ser da lendária "ilha do Ouro"

Tesouros no valor de milhões de dólares encontrados nos últimos cinco anos ao longo do rio Musi podem ser do antigo império malaio Serivijaia, na ilha de Sumatra, que por 300 anos dominou as rotas …

Pandemia de Covid-19 vai acabar "quando o mundo decidir acabar com ela", diz diretor da OMS

A pandemia de Covid-19 vai acabar "quando o mundo decidir acabar com ela", disse neste domingo (24) o diretor-geral da Organização Mundial da Saúde (OMS), Tedros Ghebreyesus. O representante da ONU discursou na abertura …

Google está “criando Deus”, alerta ex executivo da Google

Segundo um ex-executivo do Google, a singularidade está chegando. E, segundo ele isso representa uma grande ameaça para a humanidade. Mo Gawdat, ex-diretor de negócios da organização moonshot do Google, que na época se chamava Google …

Pandemia causa a maior redução na expectativa de vida desde a Segunda Guerra

Desde a descoberta do coronavírus SARS-CoV-2, mais de 4,9 milhões de pessoas morreram oficialmente em consequência da infecção, segundo levantamento da Universidade Johns Hopkins. Nesse cenário, a pandemia da covid-19 reduziu a expectativa de vida …

Forças Armadas da Noruega assinam contrato bilionário de mísseis para caças F-35

Noruega tem sido um parceiro ativo no programa de caças dos EUA F-35, tendo em conta que 18 empresas deste país nórdico são parceiros diretos. Subsequentemente, a Noruega decidiu adquirir 52 caças F-35 para substituir …

Brasil fez lobby para mudar relatório climático, diz Greenpeace

Vários países, entre eles o Brasil, tentaram fazer mudanças em um crucial relatório da ONU sobre como combater o aquecimento global, afirmou o Greenpeace nesta quinta-feira (21/10), citando um grande vazamento de documentos. Os documentos aos …

Site da Coreia do Sul é usado para hospedar vírus e distribuí-lo via torrents

Uma campanha de distribuição de malwares na Coreia do Sul está disfarçando cavalos de troia de acesso remoto como um jogo para o público adulto, compartilhado via serviço de hospedagem de arquivos, como o WebHard, …