A estrutura cristalina de ε-AlOOH. Crédito:Ehime Univeristy
Uma nova fase hidratada, ε-AlOOH, foi observado para ser estável em pressões acima de 200 GPa. A estabilidade de ε-AlOOH em pressões extremamente altas pode afetar os resultados da modelagem da estrutura interna e da circulação de água profunda de alguns planetas extra-solares, como super-Terras terrestres, porque o hidróxido pode armazenar água nessas regiões.
O hidrogênio é o elemento mais abundante no universo e desempenha papéis importantes na estrutura, dinâmica, e evolução dos planetas. O hidrogênio é transportado para as regiões profundas do manto como um mineral hídrico por meio da subducção das placas oceânicas. Para entender melhor a circulação global de hidrogênio no manto da Terra, uma série de experimentos de alta pressão foram conduzidos na estabilidade de fases hídricas sob condições de manto inferior. Descobertas recentes de novos minerais hídricos de alta pressão ampliaram o campo de estabilidade das fases hídricas em direção a uma pressão mais ampla, temperatura e faixas de composição, sugerindo a existência e os papéis importantes da água na região mais profunda do manto terrestre. Contudo, tem havido poucos estudos sobre minerais hídricos no sistema multicomponente relevantes para as lajes subdutoras reais sob as condições de pressão e temperatura das partes inferiores do manto da Terra e daqueles em outros interiores planetários.
Conduzimos experimentos de difração de raios-X in-situ nas principais fases hídricas do manto inferior da Terra, CaCl 2 -tipo d-AlOOH, e suas soluções sólidas com FeOOH e MgSiO 4 H 2 a pressões de até ~ 270 GPa, muito mais alto do que aqueles do manto da Terra. Condições de alta pressão-temperatura (P-T) foram alcançadas por técnicas usando um aparelho multi-bigorna (MA) e uma célula de bigorna de diamante aquecida a laser (DAC) em uma ampla faixa de pressões de até 270 GPa e temperaturas de até 2, 500 K (Tabela S1).
Acima de 190 GPa a 2500 K, observamos que d-AlOOH fez a transição para uma nova fase, chamado e-AlOOH. Também descobrimos que os hidróxidos formaram soluções sólidas em uma ampla faixa de composição no AlOOH – FeOOH – MgSiO 4 H 2 sistema, que acomoda os principais elementos nas rochas terrestres. Assim, a água poderia ser armazenada nesses hidróxidos no interior profundo da Terra, super-Terras terrestres, e os núcleos rochosos de alguns planetas gelados, independentemente de seus modelos de composição.
