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科学家揭示了水对地球深处660公里不连续性的影响

导读 发生在平均深度为647-654 km的地震不连续性,通常称为660 km地震不连续性,是过渡带与下地幔之间的边界。它被认为是由菱镁矿转变为桥锰矿

发生在平均深度为647-654 km的地震不连续性,通常称为660 km地震不连续性,是过渡带与下地幔之间的边界。它被认为是由菱镁矿转变为桥锰矿和 MgO(后尖晶石转变)引起的。

可能影响尖晶石后转变的一个重要参数是水合作用。根据最近的研究,过渡区可能含有大量的水,因此了解水对后尖晶石过渡的影响对于确定其性质很重要。

科学院地球化学研究所(IGCAS)博士后研究员Joshua Muir博士和团队负责人张飞武教授与伦敦大学学院(UCL)的John Brodholt教授合作研究了这一效应在高温和高压下尖晶石后转变过程中的水。

结果表明,水对后尖晶石转变的克拉珀龙斜率的影响很小。另一方面,水对其深度有中等影响。1 wt.% 的水使相变开始的深度增加了大约 8 公里。与地震观测到的约 35 公里的 660 公里不连续性变化相比,这种深度变化相对较小,因此仅靠水无法解释所观察到的 660 公里不连续性地形。

此外,这项研究表明,通过发展后尖晶石转变,水的加入导致三相回路(菱镁矿 + 桥锰矿 + MgO)大幅加宽。对于小于约 1000 ppm 的水含量,相环的宽度可以忽略不计,但随后迅速增长至约 10 公里宽,然后随着水含量接近菱镁矿饱和度再次收缩。

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