Experimentos com laser revelam propriedades essenciais de minerais de super-Terras

São PauloCientistas fazem descoberta sobre comportamento do óxido de magnésio

Cientistas descobriram algo novo sobre o óxido de magnésio, um mineral crucial encontrado nos mantos planetários. Usando lasers de alta energia, os pesquisadores observaram átomos de óxido de magnésio mudando e derretendo sob pressão e temperatura extremas. Essas condições são semelhantes às encontradas nas profundezas do manto de um planeta rochoso.

O estudo revelou os seguintes dados:

• O óxido de magnésio é capaz de suportar pressões de até 600 gigapascais.
• O mineral derrete a temperaturas em torno de 9.700 Kelvin.
• Sob pressão, ele transita entre as fases de sal-gema e cloreto de césio.
• Os experimentos foram realizados utilizando a instalação a laser Omega-EP.

O óxido de magnésio pode ser o primeiro mineral a se formar a partir do magma durante o desenvolvimento de super-Terras. Essa descoberta é relevante, pois super-Terras, maiores que a Terra mas menores que Netuno ou Urano, são frequentemente estudadas na busca por planetas fora do nosso sistema solar.

June Wicks, professora da Universidade Johns Hopkins, liderou a pesquisa. Ela explicou que o óxido de magnésio pode desempenhar um papel crucial no processo de resfriamento das super-Terras jovens. Esse mineral tem um ponto de fusão elevado, o que o torna o primeiro a se solidificar conforme esses planetas esfriam e formam camadas distintas de núcleo e manto.

Os cientistas utilizaram lasers para submeter pequenas amostras de óxido de magnésio a uma pressão extremamente alta. Em seguida, usaram raios X para observar as mudanças nos átomos do material. Isso permitiu que eles vissem a transição do mineral de sólido para líquido.

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Pesquisadores descobrem óxido de magnésio em diferentes formas a pressões entre 430 e 500 gigapascais. Esses valores são quase 600 vezes maiores que as pressões encontradas no fundo dos oceanos terrestres.

Os pesquisadores descobriram que o mineral suporta pressões de até 600 gigapascais antes de derreter. Isso sugere que o óxido de magnésio provavelmente permanecerá sólido nessas condições, enquanto outros materiais no manto terrestre se transformarão em líquidos.

Wicks destacou a importância deste mineral para planetas jovens, pois ele facilita a transferência de calor no interior do planeta, influenciando sua formação e evolução ao longo do tempo. O óxido de magnésio também pode afetar o campo magnético do planeta, erupções vulcânicas e outras propriedades físicas relevantes.

Um grupo de pesquisadores de várias instituições como a Universidade Johns Hopkins, o Laboratório Nacional Lawrence Livermore e a Universidade de Rochester realizou o estudo. A pesquisa foi financiada pela Administração Nacional de Segurança Nuclear e pelo Departamento de Energia dos Estados Unidos.

Esses experimentos com lasers de alta energia fornecem novas informações sobre como o óxido de magnésio se comporta sob condições extremas. Esta pesquisa pode ajudar cientistas a criar modelos mais precisos para estudar minerais na Terra e em outros planetas rochosos. Os resultados do estudo, publicados na Science Advances, destacam as valiosas propriedades do óxido de magnésio.