爱媛大学 两种模型成分的富铝含水层(包括铝相)和干地幔之间的剪切速度对比:含水软锰矿(氢软锰矿)和含水方镁橄榄石(氢方镁橄榄石)
假设的水在俯冲带中通过水相和熔体之间的氢转移从较浅的岩石圈向最上面的下地幔输送的机制(由帕马托等人修改
, 2014)
学分:爱媛大学 爱媛大学的研究人员最近在与地球深部地幔相关的压力条件下,测量了超声波在富含铝的含水矿物铝相中的传播速度
他们的结果表明,在俯冲带下方局部观察到的地震剪切异常可能揭示了上地幔和下地幔中含水矿物的存在,这将对地球内部产生重要影响,因为氢对地幔矿物的物理和化学性质有很大影响
自从皮尔森等人在巴西的超深金刚石中发现含水的环木石样品以来
2014年(发表在《自然》杂志上),人们对寻找和描述地球内部深层水的潜在载体和宿主矿物重新产生了兴趣
在候选矿物中,致密含水硅酸镁被认为是从浅岩石圈到深地幔过渡带的主要水载体;深度为410-660公里),但由于它们相对于压力和温度的不稳定性,深海底隔水管通常与到达MTZ中部的水的存在有关
然而,2014年发表在《自然地球科学》杂志上的一项实验研究表明,当铝中掺入分布式哈希表时,它们对磷和硫的稳定性大大提高,使这些矿物能够在下地幔1200公里深处输送和容纳水(帕马托等人
, 2014)
他们的实验确实表明,被称为铝相的含铝DHMS矿物很可能是在地幔和俯冲板块边界的含水熔融物的再结晶作用下,在最上面的下地幔磷和温度条件下形成的
尽管实验室实验证明这种反应是合理的,但并没有直接测量铝相的声速,因此很难将富铝水合岩石的存在与地壳底部和最上层下地幔的地震观测联系起来
Ehime的研究人员成功地测量了纵向(VP)和剪切(VS)速度,以及铝相D的密度,通过同步加速器X射线技术结合在SPring-8(日本兵库)位于光束线BL04B1的多砧装置中在高压力和温度下的原位超声波测量,达到22 GPa和1300 K
他们的实验结果提供了对在宽P和T范围下的铝相D的声速的清晰理解,允许模拟俯冲板块内部和外部的含水岩石的地震速度(图1)
从这些模型中,他们表明在最上面的下地幔中,富铝含水层的存在,包括铝相,将与负的VS扰动有关(-1
5%),而相应的VP变化(-0
5%)将保持在地震学技术的检测极限以下
这些新数据将极大地有助于追踪以前俯冲的岩石圈地壳的存在和再循环,并最终有助于追踪地球下地幔中水的存在
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