Ringwoodita, las caracteristicas secretas de la gema del fondo del mar

La ringwoodita es un mineral de la clase de los silicatos del grupo de la olivina. Fue descubierta en 1967 a partir del meteorito Tenham; que impactó en Charters Towers; Queensland, Australia y recibió su nombre en honor al geoquímico australiano Alfred E. Ringwood (1930-1993); el cual estudiar las transiciones de fase polimórficas de los minerales de olivino y piroxenos comunes en el manto terrestre a presiones equivalente a profundidades de unos 600 km.

Características de la ringwoodita

Ringwoodita

Piedra Ringwoodita
Dureza: No determinada
Formula Quimica: Mg2SiO4
Densidad:3,564 g/cm3
Sistema cristalino
: Isometrico, hexoctaédrico
Transparencia: Traslúcido
Color: Gris azulado a gris-humo, púrpura, incoloro

La ringwoodita es un silicato de fórmula química Mg2SiO4. Es polimorfa con la forsterita; lo cristaliza en el sistema cristalino ortorrómbico; y tiene estructura de espinela; Los minerales del grupo de la espinela cristalizan en el sistema isométrico con un hábito octaédrico.

El olivino es el mineral de este grupo más abundante en el manto superior; por encima de los 410 km de profundidad; se cree que dos de sus polimorfos, la wadsleyita y la ringwoodita; predominan en la zona de transición del manto, una zona que va de los 410 a los 660 km de profundidad.

Se cree que la ringwoodita es el mineral más abundante de la parte inferior de la zona de transición. El rango de presión en el que la ringwoodita es estable aproximadamente de 18 a 23 GPa.
Aparte de los elementos de su fórmula; suele contener impurezas de titanio; manganeso; calcio y; sobre todo; de hierro. La ringwoodita natural contiene generalmente mucho más magnesio que hierro; pero puede formar una serie de solución sólida sin espacios vacíos desde puro Mg2SiO4 a puro Fe2SiO4. Este último mineral viene ser descubierto recientemente en una muestra natural y fue llamado ahrensita; en honor del físico de minerales estadounidense Thomas J. Ahrens (1936 a 2010).

Según la clasificación de Nickel-Strunz, la brunogeierita pertenece a «9.AC – nesosilicatos sin aniones adicionales; cationes en coordinación octaédrica».

Caracteristicas de la estructura cristalinaRingwoodita

La ringwoodita cristaliza en el sistema isométrico con el grupo de espacio Fd3m. A escala atómica; el cationes de magnesio y los aniones silicato se encuentran en coordinación octaédrica y tetraédrica; respectivamente; con el oxígeno. Los enlaces Si-O y Mg-O tienen características de enlace covalente y también de enlace iónico. El parámetro de celda cúbica es 8.063 Å por Mg2SiO4 puro.

Caracteristicas de las propiedades físicas de la ringwoodita

Las propiedades físicas de la ringwoodita son afectadas por la presión y la temperatura. El valor de la densidad calculada de la ringwoodita es 3,564 g / cm3 para Mg2SiO4 puro; 3,691 para la composición Fo90 típica del manto; y 4,845 para Fe2SiO4 puro. Es un mineral isotrópico con un índice de refracción n = 1,768.

El color de ringwoodita varía entre los meteoritos; entre diferentes agregados que contienen ringwoodita; e incluso en un único agregado. Los agregados de ringwoodita pueden ser de todos los tonos de azul; púrpura; gris y verde; o no tener color en absoluto.

A las muestras sintéticas, la ringwoodita pura es incolora, mientras que las muestras que contienen una fracción molar de Fe2SiO4 superior a 0,01 son de color azul oscuro. Se cree que el color se debe a la transferencia de carga entre cationes Fe2 + y Fe3 +.

Yacimientos mas importantes de la rinwoodita

Aparte del manto, la ringwoodita ha sido encontrada en muchos meteoritos condrítics, en los que la ringwoodita se encuentra en forma de agregados policristalinos de grano pequeño. En los meteoritos, la ringwoodita se forma debido a la acción del metamorfismo de impacto en forma de vetas que cortan la matriz y sustituyen el olivino.

Los meteoritos en los que se ha encontrado ringwoodita han sido encontrados en las siguientes localidades: montañas Grove (Antártida Oriental) y Elephant Morraine (Tierra de Victoria, Antártida); Pampa del Infierno (Provincia del Chaco, Argentina); Charters Towers Region; Queensland y Rawlinna (Australia Occidental);Peace River; Alberta y Catherwood, Saskatchewan; Canadá; Wanquan; Hebei; Xihe Hubei y Sixiangkou (Jianguo, China, Al Jabal al Gharbi (Libia); Tata; Guelmim-Esmara, (Marruecos); Dhofar (Omán); De Baca; Harding y Rogers (Nuevo México); Josephine ( Oregon) y Randall (Texas, Estados Unidos).

En el interior de la Tierra, la olivina existe en el manto superior a profundidades menores que 410 km y se cree que la ringwoodita está presente en la zona de transición a una profundidad de aproximadamente 520 a 660 km.

Las discontinuidades en la actividad sísmica a unos 410, 520, y 660 km de profundidad se han atribuido a los cambios de fase que implican la olivina y sus polimorfos. Se cree que la discontinuidad a una profundidad de 520 km es causada por la transición de la wadsleyita (fase beta) a ringwoodita (fase gamma); mientras que a 660 km de profundidad la discontinuidad es causada por la transformación de fase de la ringwoodita a bridgmanita y magnesiowüstita.

Formacion de la rinwoodita: Ciclo del agua y tectónica de placas

Se cree que la ringwoodita presente en la mitad inferior de la zona de transición desempeña un papel fundamental en la dinámica del manto; y que las propiedades plásticas de la ringwoodita pueden ser críticas para determinar el flujo del material en esta parte del manto. La solubilidad del ión hidróxido en la ringwoodita es importante debido al efecto del hidrógeno sobre la reología.

Un equipo de investigadores de las universidades de Northwestern y Nuevo México a cargo del investigador y geólogo Gonzalo Preto, publicaron en Science en 2014 un trabajo en el que afirman que en el manto hay grandes cantidades de ringwoodita que resultan fundamentales para explicar el ciclo del agua en el planeta Tierra.

Este mineral actúa como una esponja para contener agua en forma química y, junto con el proceso de deshidratación a altas temperaturas y presiones en el manto; ayuda a dinamizar la tectónica de placas y explica el origen del agua en el planeta Tierra; debido a que se trata de un mineral abundante en los meteoritos.

Como la zona de transición entre el manto superior e inferior de la Tierra ayuda a controlar la magnitud del transporte de masa y calor en todo el planeta, la presencia de agua en esta región; ya sea global o localizada; puede tener un efecto significativo sobre la reología del manto y, por tanto, en la circulación del material del manto. En las regiones de zonas de subducción, la región en que la ringwoodita es estable alberga altos niveles de actividad sísmica.

Las conclusiones

Las conclusiones se fundamentan también en un descubrimiento publicado en marzo de 2014 en la revista Nature a partir de un trozo de ringwoodita encuentro en un diamante expulsado por la erupción de una diatrema  desde una profundidad de 643 km a juin, Mato Grosso, en Brasil.

Este pequeño trozo de ringwoodita; de unos 5 mm de largo; que es la única muestra que existe originaria del interior de la Tierra; y por tanto de origen terrestre natural; contenía una sorprendente cantidad de aguaen forma sólida en el mineral. Este hecho proporciona la evidencia de cantidades significativas de agua como hidróxido en el manto de la Tierra.
Se ha observado que la ringwoodita sintetizada en condiciones apropiadas para la zona de transición contiene hasta un 2,6% de agua en peso. Se cree que el manto puede contener cerca de tres veces más agua, en forma de hidróxido contenido en la estructura cristalina de la wadsleyita y la ringwoodita; que toda el agua de los océanos de la Tierra combinados.

Deja un comentario