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Nueva fase épsilon prima

Un equipo de investigadores de la UPV, el ICMAB-CSIC y el ESRF descubre propiedades magnéticas desconocidas hasta la fecha

[ 04/12/2018 ]

La dificultad para acceder a las zonas más próximas al núcleo de la Tierra implica la ausencia de estudios experimentales directos sobre los minerales y compuestos que controlan la geodinámica y el geomagnetismo.


No obstante, el hecho de que la Tierra esté principalmente formada por magnesio, aluminio, silicio y hierro, en combinación con hidrógeno y oxígeno, hace que todos los estudios sobre materiales que contengan estos elementos en las condiciones apropiadas puedan abrir nuevas vías de investigación que buceen en los misterios del interior del planeta.


En esa línea, un equipo de investigadores de la Universitat Politècnica de València (UPV), el Institut de Ciència de Materials de Barcelona (ICMAB-CSIC) y el European Synchrotron Radiation Facility (ESRF) ha llevado a cabo un estudio, publicado en Nature Communications, que revela que la fase épsilon (hasta ahora considerada rara) se puede encontrar en las capas internas de la Tierra.


En su trabajo, los investigadores han caracterizado el comportamiento estructural, electrónico y magnético de nanopartículas de óxido de hierro en fase épsilon bajo condiciones extremas de presión. Este tratamiento ha llevado al descubrimiento de la nueva fase épsilon prima, con unas propiedades magnéticas desconocidas hasta ahora.


Un hallazgo muy relevante a nivel geofísico


Juan Ángel Sans, investigador Ramón y Cajal del grupo EXTREMAT del Instituto de Diseño y Fabricación (IDF) de la UPV, explica que, "desde el punto de vista geofísico, este hallazgo es muy relevante. Abre la puerta a que esta fase épsilon se pueda encontrar en el interior de la Tierra. Por otro lado, se ha descubierto una nueva fase del óxido de hierro (bajo altas presiones) que contiene unas propiedades magnéticas distintas a las que se pueden obtener actualmente. Y tener un material con dichas propiedades haría que se tuvieran que modificar los modelos geodinámicos que conocemos".


Martí Gich, investigador del ICMAB-CSIC, reconoce que al equipo le ha "sorprendido que la fase épsilon fuera estable a tan altas presiones, hasta 27 GPa, y que por encima de esta presión apareciese esta nueva fase, cuyas propiedades magnéticas aún no conocemos bien. Esta estabilidad a altas presiones indica que debe ser posible incorporar otros elementos en proporciones elevadas dentro de la fase épsilon, con lo que se espera poder controlar sus propiedades y prestaciones".


La presencia de óxido de hierro en el interior de la Tierra, posible


Los resultados del estudio desarrollado por los investigadores de la UPV, el ICMAB y el ESRF permiten completar la visión del comportamiento del óxido de hierro y proponen que la presencia de este material en el interior de la Tierra es posible.


El estudio ha sido financiado por el Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades, la Generalitat de Catalunya, y el proyecto Severo Ochoa de Excelencia Científica.


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