El experimento de rayos X del sincrotrón revela un pequeño empujón con terribles consecuencias

imagen: El Dr. Oliver Jade (izquierda) y el Dr. Christoph Schrank utilizaron técnicas experimentales de rayos X para obtener conocimientos básicos sobre cómo se seca el yeso bajo presión y los procesos que conducen a los terremotos. Escena Más

Crédito: Qut

Los investigadores de la Universidad de Tecnología de Qatar utilizaron técnicas experimentales de rayos X en el sincrotrón australiano para obtener información básica sobre cómo se seca el yeso bajo presión y los procesos que desencadenan los terremotos.

En el estudio publicado en Nature Research Materiales de comunicaciónLos investigadores de la Universidad de Tecnología de Queensland, el Dr. Christoph Schrank, el Dr. Oliver Jade de la Facultad de Ciencias de la Tierra y Atmosféricas, y la maestra en Ciencias Catherine Giuseppe se unieron al Sincrotrón Australiano y colegas de la Universidad de Nueva Gales del Sur y la Universidad de Varsovia para estudiar como hacer esto. El yeso se seca más rápido bajo presión.

«La deshidratación es un proceso en el que los minerales arrojan agua unida a sus redes cristalinas debido al calentamiento», dijo el Dr. Schrank.

«La litosfera de nuestro planeta, la litosfera, contiene muchas rocas que son ricas en minerales de agua. El agua del secado de la litosfera tiene un impacto tremendo en los procesos geológicos como la formación de volcanes, depósitos de minerales y terremotos».

En el estudio, los investigadores utilizaron una celda única de alta presión con una dispersión de rayos X de sincrotrón que utiliza rayos X ultrabrillantes para revelar cómo las muestras de rocas se transforman bajo altas temperaturas y presiones en la escala nanométrica (una por mil millonésima parte de un metro). ). .

ANSTO Australian Synchrotron, en Melbourne, está ubicado en un edificio del tamaño de un campo de fútbol y puede usar electrones para producir rayos de luz más de un millón de veces más intensos que el sol.

En el centro de investigación, los haces de electrones viajan a través de túneles a una velocidad justo por debajo de la velocidad de la luz en una órbita circular «sincrónica» mediante la aplicación de fuertes campos magnéticos.

La deshidratación mineral, también conocida como calcinación, es importante en los procesos industriales. Durante siglos, la gente ha secado el yeso (CaSO4 2H2O) para formar un hidrato (CaSO4 0.5H2O), conocido como yeso de París.

La industria de la construcción produce alrededor de 100 mil millones de kilogramos de yeso de París cada año para productos que incluyen cemento y mortero, y se utiliza en escenarios médicos para moldes de fijación de huesos fracturados.

También existe un debate científico en curso sobre los orígenes de los grandes depósitos de yeso y mitades de hidratos en Marte.

En este estudio, los investigadores probaron si la velocidad a la que se secan las rocas de yeso se ve afectada por pequeños cambios en la tensión, como los cambios de presión en el proceso de la tectónica de placas.

“Para nuestra gran sorpresa, descubrimos que si uníamos nuestras muestras a una cabeza ligeramente tensa, las rocas perdían el agua dos veces más rápido sin sujetarse”, dijo el Dr. Gayde.

«Este descubrimiento tiene importantes implicaciones para los procesos geológicos. Cuando las placas tectónicas chocan a lo largo de sus límites, las presiones tectónicas se acumulan dentro de las placas lentamente con el tiempo».

El Dr. Schrank dijo que la nueva investigación indica que un ligero crecimiento en el estrés tectónico podría acelerar la liberación de agua dentro de las placas, impulsando así los terremotos y la formación de nuevos minerales.

Los resultados de la investigación pueden ayudar a los ingenieros a diseñar procesos de calcinación más eficientes desde el punto de vista energético.

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