La profesora Jessica Warren de la Universidad de Delaware y sus colegas de la Universidad de Stanford, la Universidad de Oxford y la Universidad de Pensilvania informaron nuevos datos de que los efectos del tamaño del material son importantes en la tectónica de placas
La tectónica de placas, la forma en que las placas de la Tierra se separan y vuelven a unirse, se ha utilizado desde la década de 1960 para explicar la ubicación de los volcanes y los terremotos.
El estudio enlace aquí publicado el miércoles 13 de septiembre en la revista American Association for the Advancement of Science Avances científicos , resuelve 40 años de desacuerdo en los conjuntos de datos sobre la fuerza de la olivina, el mineral más abundante que se encuentra en las 250 millas superiores de la Tierra, conocido como el manto.
"Medir la fuerza de la olivina es fundamental para comprender cuán fuertes son las placas tectónicas, lo que, a su vez, importa cómo se rompen las placas y crean zonas de subducción como las que se encuentran a lo largo de la placa Cascadia, que se extiende por la costa oeste de Canadá hacia el oestecosta de los Estados Unidos ", dijo Warren, un geólogo de la Facultad de Tierra, Océano y Medio Ambiente. También es importante para comprender cómo se mueven las placas en las escalas de tiempo de un millón de años.
El documento demostró que la fuerza de la olivina es sensible al tamaño y que la olivina es más fuerte cuanto menor es el volumen medido, algo que se conoce en la ciencia de los materiales para muchos metales y cerámicas, pero que no se ha estudiado en un material geológico antes.
Warren explicó que el problema con el estudio de las rocas en la superficie de la tierra es que ya no están sujetas a las altas presiones encontradas dentro de la tierra que hacen que los materiales fluyan como el hielo en un glaciar. Recreando estas presiones elevadas en el laboratorio esdifícil, lo que dificulta a los científicos estudiar la resistencia del material en el laboratorio.
Los investigadores utilizaron una técnica, llamada nanoindentación instrumentada, para medir la fuerza del olivino. La técnica les permitió recrear condiciones de presión similares a las del interior de la tierra presionando una punta de diamante que fue cuidadosamente mecanizada a una geometría específica en el cristal de olivino para medirla respuesta del material. Las puntas de los diamantes variaron en tamaño de 5 a 20 micras 0.000001 metros. Los investigadores realizaron cientos de pruebas de sangría en pequeños cristales de olivino de menos de un centímetro cuadrado y descubrieron que el cristal de olivino se debilitó a medida que el tamaño del diamantepunta aumentada
Para validar este efecto de tamaño, los investigadores revisaron los datos de la literatura disponibles sobre la fuerza de la olivina para determinar los tamaños y las áreas que se habían probado en experimentos anteriores que datan de fines de la década de 1970. El efecto de tamaño apareció en los datos antiguos, también.
"La razón por la cual los datos de 40 años no concuerdan de un experimento a otro es porque los científicos estaban midiendo diferentes tamaños o áreas de olivino", dijo Warren. "Pero si traza la misma información en función deel tamaño de la muestra, los conjuntos de datos, de hecho, están de acuerdo y muestran la misma tendencia general: cuanto mayor es la sangría en el material probado, más débil se vuelve la olivina ".
Ahora que Warren y sus colegas comprenden este efecto de tamaño, están centrando su atención en cómo la temperatura afecta la fuerza de la olivina y, en términos más generales, en dónde las placas tectónicas pueden romperse y dar lugar a posibles zonas de subducción.
Las temperaturas dentro de la tierra son mucho más altas que en la superficie y pueden variar de 1,470 a 2,200 grados Fahrenheit 800 a 1,200 grados Celsius.
El equipo también considerará qué papel juega el agua en la estructura de los minerales y rocas olivinos en la tierra. Según Warren, las estimaciones actuales sugieren que la tierra contiene el equivalente de 50 por ciento a 4 veces la cantidad de agua que se encuentra en el océano global.
"Cuando los geólogos observan cómo se deforman y deforman las fallas, es en una escala de longitud muy pequeña donde las condiciones de efecto de tamaño realmente importan, al igual que nuestras pruebas de olivina en el laboratorio", dijo Warren. "Pero este efecto de tamaño desaparece cuandollegar a una escala de longitud lo suficientemente grande en placas tectónicas, por lo que debemos considerar otras cosas como cuando la temperatura y el agua comienzan a desempeñar un papel ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Universidad de Delaware . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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