地下マントルの下部に,鉄に富んだ金属が存在するという実験的証拠
Daniel J Frost1, Christian Liebske, Falko Langenhorst
1Bayerisches Geoinstitut, University of Bayreuth, D-95440 Bayreuth, Germany. dan.frost@uni-bayreuth.de
下層マントルは,酸素レベルに関係なく,かなりの量の鉄 (Fe3+) を含んでいます. この発見は,下層マントルが明確な酸化状態を有し,金属製の鉄に富んだ合金を含んでいる可能性を示唆しています.
科学分野:
- 地質化学 地質化学
- ミネラル物理学 ミネラル物理学
- 地球科学 地球科学 地球科学
背景:
- マントルの酸化状態は,惑星の進化を理解するために重要である.
- 鉱物におけるFe3+/Fe2+比は,酸化還元条件を記録する.
- 鉱物Fe3+の組み込み能力は,マントルの酸化還元状態に影響する.
研究 の 目的:
- 下層マントルのシリケートペロブスキートにおけるFe3+含有量を調査する.
- ペロフスキートFe3+に酸素の逃逸が及ぼす影響を判定する.
- 下層マントルの酸化状態と組成に対する影響を評価する.
主な方法:
- 高圧実験による測定.
- アルミニウムシリケートペロブスキートにおけるFe3+とFe2+の分布の分析.
- 金属鉄による均衡実験.
主要な成果:
- アルミニウムシリケートペロブスキートFe3+の含有量は,酸素の気流性とは無関係です.
- 高レベルのFe3+は,金属鉄との均衡状態でもペロブスキートに存在します.
- 下層マントルのペロブスキットはFe3+/総Fe比が少なくとも0.6.6である.
結論:
- 下層マントルは上層マントルよりもFe3+比がかなり高い.
- 下層マントルは,金属製の鉄に富んだ合金 ~1 wt% を含んでいる可能性が高い.
- この合金は,マントルの酸化状態と siderophile 元素予算に影響します.
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