Experimentos con láseres de alta energía revelan propiedades clave de minerales en supertierras

MadridDescubrimiento Revelador sobre el Óxido de Magnesio en los Mantos Planetarios

Científicos han hallado algo nuevo sobre el óxido de magnesio, un mineral crucial presente en los mantos planetarios. Utilizando láseres de alta energía, los investigadores observaron cómo los átomos en el óxido de magnesio se modificaban y fundían bajo altísima presión y temperatura. Estas condiciones son similares a las que se encuentran en las profundidades del manto de un planeta rocoso.

Estudio revela:

• El óxido de magnesio puede soportar presiones de hasta 600 gigapascales.
• Este mineral se funde a temperaturas cercanas a los 9,700 Kelvin.
• Bajo presión, transiciona entre fases de sal gema y cloruro de cesio.
• Los experimentos se realizaron en la instalación de láser Omega-EP.

El óxido de magnesio podría ser el primer mineral en formarse a partir de roca fundida durante el desarrollo de planetas supertierras. Este hallazgo es significativo porque las supertierras, que son mayores que la Tierra pero más pequeñas que Neptuno o Urano, son frecuentemente estudiadas en la búsqueda de planetas fuera de nuestro sistema solar.

La profesora June Wicks de la Universidad Johns Hopkins lideró la investigación. Explicó que el óxido de magnesio podría ser crucial en el proceso de enfriamiento de jóvenes supertierras debido a su alto punto de fusión. Este mineral sería el primero en solidificarse a medida que estos planetas se enfrían y desarrollan un núcleo y un manto diferenciados.

Los científicos emplearon láseres para someter pequeñas muestras de óxido de magnesio a una presión extremadamente alta. Posteriormente, utilizaron rayos X para observar cómo cambiaban los átomos en el material. Esto les permitió observar la transformación del mineral de sólido a líquido.

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El estudio revela que el óxido de magnesio puede encontrarse en sus dos formas a presiones situadas entre 430 y 500 gigapascales. Estas presiones son casi 600 veces superiores a las que se hallan en el fondo de los océanos terrestres.

Los investigadores descubrieron que el mineral puede soportar presiones de hasta 600 gigapascales antes de fundirse. Esto sugiere que el óxido de magnesio probablemente permanecerá sólido bajo estas condiciones, mientras que otros materiales en el manto se convertirán en líquidos.

Wicks destacó la importancia de este mineral para los planetas jóvenes. Facilita la transferencia de calor en el interior del planeta, lo que influye en su formación y evolución. El óxido de magnesio también podría afectar el campo magnético del planeta, las erupciones volcánicas y otras propiedades físicas significativas.

Un equipo de investigadores de diversos lugares, como la Universidad Johns Hopkins, el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore y la Universidad de Rochester, llevó a cabo el estudio. La investigación fue financiada por la Administración Nacional de Seguridad Nuclear y el Departamento de Energía de los EE. UU.

Estos experimentos con láseres de alta energía proporcionan nueva información sobre cómo se comporta el óxido de magnesio bajo condiciones extremas. Esta investigación puede ayudar a los científicos a crear mejores modelos para estudiar minerales en la Tierra y en otros planetas rocosos. Los resultados del estudio, publicados en Science Advances, destacan las valiosas propiedades del óxido de magnesio.