Um grupo de pesquisa internacional com o Dr. Longjian Xie do Instituto de Pesquisa Geoquímica e Geofísica da Baviera (BGI) da Universidade de Bayreuth conseguiu pela primeira vez medir a viscosidade que os sólidos fundidos exibem sob as condições de pressão e temperatura encontradas no manto inferior da terra. Os dados obtidos suportam a suposição de que uma camada de rocha enriquecida com bridgmanita foi formada durante o início da história da Terra em uma profundidade de cerca de 1, 000 quilômetros - na fronteira com o manto superior. Além disso, os dados também fornecem indicações de que o manto inferior contém reservatórios maiores de materiais que se originaram em um oceano de magma primitivo e permaneceram inalterados até hoje. Os pesquisadores apresentaram suas descobertas na revista científica Nature Communications .

Para as medições de viscosidade, os cientistas usaram um elemento de aquecimento que desenvolveram, baseado em um diamante dopado com boro e, portanto, eletricamente condutor. Por exemplo, eles foram capazes de examinar amostras de material em uma prensa multi-bigorna a pressões de até 30 giga-pascals e a temperaturas de quase 3, 000 graus Celsius - ou seja, sob condições semelhantes às prevalecentes no manto inferior da Terra primitiva. As amostras foram selecionadas por composição semelhante aos principais minerais presentes no manto inferior. Usando uma câmera super-rápida (1000 quadros / segundo), os processos de fusão que ocorrem na prensa multi-bigorna foram observados, e a viscosidade do material fundido foi medida.

Os dados obtidos revelaram-se particularmente reveladores no que diz respeito ao oceano de magma, a partir do qual o manto terrestre se formou ao longo da história terrestre. Com base em suas medições de viscosidade, os pesquisadores conseguiram mostrar que a cristalização do oceano de magma era amplamente dependente do nível de pressão. Isso resultou em uma chamada cristalização fracionada a uma profundidade de cerca de 1, 000 quilômetros. "Nossos dados de medição suportam a suposição de que uma camada de rocha contendo uma alta proporção do mineral bridgmanita foi formada nesta profundidade devido aos processos de cristalização. Esta camada pode ser responsável pela alta viscosidade observada nesta profundidade em investigações geofísicas anteriores, "explica o Dr. Longjian Xie, pesquisador pós-doutorado no BGI e autor principal do estudo agora publicado. Os outros membros da equipe internacional de autores estão trabalhando no Japão, na Universidade de Okayama e o síncrotron de elétrons Spring-8, e na França na Université Clermont Auvergne e o síncrotron SOLEIL em Saint Aubin.