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Investigadores descubren una ‘fábrica de diamantes’ en las profundidades de la Tierra

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Investigadores descubren una ‘fábrica de diamantes’ en las profundidades de la Tierra

Los científicos han descubierto que hay mucho más carbono en el manto de lo esperado.

Los investigadores encuentran óxido y diamantes en el límite entre el núcleo y el manto de la Tierra.

En la superficie de la Tierra, el acero se oxida debido al agua y al aire. Pero, ¿qué pasa en el interior de la Tierra?

La mayor reserva de carbono en la Tierra es el núcleo de la Tierra, donde está enterrado el 90% del carbono. Los científicos han demostrado que la corteza oceánica, que descansa sobre placas tectónicas y cae sobre ellas, contiene minerales hidratados y, en ocasiones, puede alcanzar el límite entre el núcleo y el manto. En el límite entre el núcleo y el manto, la temperatura es al menos el doble que la de la lava y es lo suficientemente alta como para permitir que el agua escape de los minerales hidratados. Como resultado, una reacción química comparable a la oxidación del acero podría ocurrir cerca del límite entre el núcleo y el manto de la Tierra.

Byeongkwan Ko, un doctorado reciente. graduado de Universidad del estado de Arizona, y sus colegas publicaron recientemente sus hallazgos sobre el límite entre el núcleo y el manto en la revista Geophysical Research Letters. Llevaron a cabo experimentos en la Fuente Avanzada de Fotones en Laboratorio Nacional de Argonnecomprimir y calentar agua y un hierro-carbono[{» attribute=»»>alloy to conditions similar to those at the Earth’s core-mantle boundary, melting the iron-carbon alloy.

Diamond Factory

The iron-carbon alloy reacted with water at high pressure and high-temperature conditions related to the Earth’s deep mantle in a diamond-anvil cell. Credit: Arizona State University

The scientists discovered that water and metal react to form iron oxides and iron hydroxides, just like rusting on Earth’s surface. However, they observed that at the core-mantle boundary conditions, carbon separates from the liquid iron-metal alloy and forms diamonds.

“Temperature at the boundary between the silicate mantle and the metallic core at 3,000 km depth reaches to roughly 7,000 F, which is sufficiently high for most minerals to lose H2O captured in their atomic-scale structures,” said Dan Shim, professor at ASU’s School of Earth and Space Exploration. “In fact, the temperature is high enough that some minerals should melt at such conditions.”

Because carbon is an iron-loving element, significant carbon is expected to exist in the core, while the mantle is thought to have relatively low carbon. However, scientists have found that much more carbon exists in the mantle than expected.

“At the pressures expected for the Earth’s core-mantle boundary, hydrogen alloying with iron metal liquid appears to reduce the solubility of other light elements in the core,” said Shim. “Therefore, the solubility of carbon, which likely exists in the Earth’s core, decreases locally where hydrogen enters into the core from the mantle (through dehydration). The stable form of carbon at the pressure-temperature conditions of Earth’s core-mantle boundary is diamond. So the carbon escaping from the liquid outer core would become diamond when it enters into the mantle.”

“Carbon is an essential element for life and plays an important role in many geological processes,” said Ko. “The new discovery of a carbon transfer mechanism from the core to the mantle will shed light on the understanding of the carbon cycle in the Earth’s deep interior. This is even more exciting given that the diamond formation at the core-mantle boundary might have been going on for billions of years since the initiation of subduction on the planet.”

Ko’s new study shows that carbon leaking from the core into the mantle by this diamond formation process may supply enough carbon to explain the elevated carbon amounts in the mantle. Ko and his collaborators also predicted that diamond-rich structures can exist at the core-mantle boundary and that seismic studies might detect the structures because seismic waves should travel unusually fast for the structures.

“The reason that seismic waves should propagate exceptionally fast through diamond-rich structures at the core-mantle boundary is that diamonds are extremely incompressible and less dense than other materials at the core-mantle boundary,” said Shim.

Ko and the team will continue investigating how the reaction can also change the concentration of other light elements in the core, such as silicon, sulfur, and oxygen, and how such changes can impact the mineralogy of the deep mantle.

Reference: “Water-Induced Diamond Formation at Earth’s Core-Mantle Boundary” by Byeongkwan Ko, Stella Chariton, Vitali Prakapenka, Bin Chen, Edward J. Garnero, Mingming Li and Sang-Heon Shim, 11 August 2022, Geophysical Research Letters.
DOI: 10.1029/2022GL098271

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Los astronautas despegarán desde Cabo Cañaveral en su primer vuelo espacial tripulado en casi 56 años.

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Los astronautas despegarán desde Cabo Cañaveral en su primer vuelo espacial tripulado en casi 56 años.

TAMPA, Fla. (WFLA) – Por primera vez en más de medio siglo, los astronautas despegarán de la estación espacial en Cabo Cañaveral, Florida, la próxima semana.

Si todo va según lo planeado, la nave espacial Boeing Starliner en un cohete Atlas V se lanzará desde Cabo Cañaveral, lo que será la primera vez que humanos despeguen desde la estación espacial en casi 56 años.

La última vez que se lanzó un ser humano al espacio desde Ciudad del Cabo fue a bordo del Apolo 7 en 1968.

Los dos astronautas de la NASA asignados al primer vuelo espacial tripulado de Boeing, Butch Wilmore y Suni Williams, llegaron a su sitio de lanzamiento la semana pasada, poco más de una semana antes de su despegue programado para el 6 de mayo.

Wilmore y Williams volaron desde Houston al Centro Espacial Kennedy el 25 de abril y servirán como pilotos de pruebas para la cápsula Starliner de Boeing, que hace su debut con tripulación después de años de retrasos.

El Starliner, que despegará el viernes sobre un cohete Atlas, volará a la Estación Espacial Internacional para un crucero de prueba de una semana. Boeing está tratando de alcanzar a SpaceX, que lanza astronautas para la NASA desde 2020.

En los dos vuelos de prueba anteriores del Starliner de Boeing no había nadie a bordo. El primero, en 2019, no he aprobado a la estación espacial debido a problemas de software y otros. boeing repetí la demostración en 2022. Más recientemente, la cápsula era presa por problemas con los paracaídas y cinta inflamable que hubo que retirar.

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Wilmore enfatizó que se trataba de un vuelo de prueba destinado a descubrir todo lo que estaba mal.

“¿Esperamos que esto salga perfecto? Este es el primer vuelo humano de la nave espacial”, dijo a los periodistas. «Estoy seguro de que descubriremos cosas». Por eso hacemos esto.

La NASA contrató a SpaceX y Boeing hace una década, pagándoles miles de millones de dólares para transportar astronautas hacia y desde la estación espacial. La agencia espacial todavía quiere tener dos cápsulas para sus astronautas, incluso si la estación espacial cerrará en 2030.

«Es de vital importancia», señaló Wilmore.

Wilmore y Williams serán los primeros astronautas en viajar en un cohete Atlas desde el Proyecto Mercurio de la NASA a principios de los años 1960.

La Prensa Asociada contribuyó a este informe.

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El sol arde cerca de una erupción solar de Clase X: la llamarada M9,5 provoca cortes de radio en todo el Pacífico (vídeo)

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El sol arde cerca de una erupción solar de Clase X: la llamarada M9,5 provoca cortes de radio en todo el Pacífico (vídeo)

Anoche (30 de abril), el sol desató una llamarada solar extremadamente poderosa, provocando cortes de radio generalizados en toda la región del Pacífico. La erupción alcanzó su punto máximo a las 19:46 EDT (23:46 GMT) y terminó poco después a las 19:58 EDT (23:58 GMT).

Erupciones solares son erupciones de el solque emiten intensas ráfagas de radiación electromagnética. Se crean cuando la energía magnética se acumula en la atmósfera solar y se libera. Las erupciones solares se clasifican por tamaño en grupos de letras, siendo la clase X la más potente. Luego están las bengalas de Clase M que son 10 veces más débiles que las bengalas de Clase X, seguidas por las bengalas de Clase C que son 10 veces más débiles que las bengalas de Clase M, las bengalas de Clase B son 10 veces más débiles que las bengalas de Clase C y finalmente, las bengalas de Clase A que son 10 veces más débiles que las bengalas de Clase B y tienen sin consecuencias notables en la Tierra.

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Los científicos miden por primera vez los rayos X emitidos por rayos ascendentes particularmente peligrosos: ScienceAlert

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Los científicos miden por primera vez los rayos X emitidos por rayos ascendentes particularmente peligrosos: ScienceAlert

La forma en que pensamos sobre los rayos tiende a ser algo direccional. Desciende del cielo en nítidos chorros eléctricos, el símbolo mismo del poder de la tormenta.

Pero no siempre caen rayos, y los científicos acaban de realizar una primera medición que puede ayudarnos a comprender cómo se forma esta poderosa fuerza de la naturaleza.

En cierto tipo de rayo que cae hacia el cielo, llamado rayo positivo ascendente, un equipo dirigido por el astrofísico Toma Oregel-Chaumont del Instituto Federal Suizo de Tecnología (EPFL) detectó y midió directamente la emisión de rayos x.

Los relámpagos positivos ascendentes son un tipo de relámpagos que comienzan con líderes cargados negativamente en un punto de gran altitud y se elevan gradualmente hacia el cielo para conectarse con una nube de tormenta antes de transferir una carga positiva al suelo. Y la detección de rayos X podría ayudar a mitigar los daños causados ​​por los rayos en todo el mundo.

«A nivel del mar, los rayos ascendentes son raros, pero podrían convertirse en el tipo dominante en altitudes elevadas». Oregel-Chaumont dice. «También pueden ser más dañinos porque durante un destello ascendente, el rayo permanece en contacto con una estructura por más tiempo que durante un destello descendente, dándole más tiempo para transferir la carga eléctrica».

Los rayos X son un conocido acompañamiento de los rayos. Los detectamos en destellos descendentes, de nube a tierra, y en destellos provocados por llamaradas, ambos durante la fase descendente negativa del aguijón líder. Y esto se detectó en la fase pico de relámpagos negativos ascendentes.

Pero según Oregel-Chaumont y su equipo, la detección de rayos X en la fase máxima de cuatro destellos positivos ascendentes que se originan en la Torre Säntis en Suiza es una nueva herramienta para comprender los rayos.

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«El mecanismo real por el cual los rayos se inician y propagan sigue siendo un misterio». ellos explican. «La observación de destellos ascendentes desde grandes estructuras como la Torre Säntis permite correlacionar las mediciones de rayos X con otras cantidades medidas simultáneamente, como observaciones por vídeo de alta velocidad y corrientes eléctricas».

Torre Santis en los Alpes de Appenzell. (EPFL)

La Torre Säntis tiene una ubicación privilegiada para el estudio de los rayos. Diseñada y utilizada como torre de telecomunicaciones y estación de monitoreo meteorológico, la estructura de 124 metros de altura (407 pies) se encuentra en la cima del Monte Säntis de 2.502 metros (8.209 pies) en los Alpes de Appenzell.

Sobresaliendo como un dedo en el cielo, es un objetivo principal para los rayos; de hecho, rayos de electricidad lo alcanzan unas 100 veces al año.

Debido a que es tan alto y tiene una vista clara desde las montañas cercanas, es un lugar excelente para registrar y analizar el comportamiento de los rayos. Los investigadores capturaron sus cuatro destellos ascendentes utilizando cámaras de alta velocidad; Incluso se grabó un destello a una impresionante velocidad de 24.000 fotogramas por segundo.

Estas cámaras permitieron a los investigadores diferenciar entre destellos ascendentes positivos que emiten rayos X y aquellos que no. La emisión de rayos X es muy breve, desaparece en el primer milisegundo después de la formación del líder y se correlaciona con cambios muy rápidos en el campo eléctrico, así como con la velocidad a la que cambia la corriente.

Según los investigadores, esto tiene implicaciones para mitigar el alcance de la destrucción causada por los rayos en las estructuras humanas.

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“Como físico, me gusta poder entender la teoría detrás de las observaciones, pero esta información también es importante para entender los rayos desde una perspectiva técnica” Oregel-Chaumont dice.

«Cada vez más estructuras de gran altitud, como turbinas eólicas y aviones, se construyen con materiales compuestos. Estos son menos conductores que metales como el aluminio, por lo que se calientan más, lo que los hace vulnerables a los daños causados ​​por los rayos dirigidos hacia arriba».

La investigación del equipo fue publicada en Informes científicos.

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