(Mg,Fe) SiO3ペロブスキートにおけるFe-Mg相互拡散と下層マントルの再均衡
Christian Holzapfel1, David C Rubie, Daniel J Frost
1Bayerisches Geoinstitut, University of Bayreuth, D-95440 Bayreuth, Germany. c.holzapfel@mx.uni-saarland.de
ペロブスキートにおける鉄・マグネシウムの拡散は非常に遅いため,地球の下層マントルの化学的均質化を制限する. これは,激しい変形が発生しない限り,異質性が持続することを示唆しています.
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
- 固体地球科学 固体地球科学
背景:
- 下層マントルの鉱物における化学的拡散を理解することは,地球の地質の歴史を解釈する上で極めて重要です.
- シリケートペロブスキート ((Mg,Fe) SiO3) のマグネシウム-鉄 (Mg-Fe) 拡散は,マントルのダイナミクスと化学的進化に影響を与える重要なプロセスです.
研究 の 目的:
- (Mg,Fe) SiO3ペロブスキートにおけるFe-Mg相互拡散係数を定量化するために.
- 下層マントルの化学的均質化に対するこれらの拡散速度の影響を評価する.
主な方法:
- Fe-Mg相互拡散を測定するために,高圧および高温実験を実施した.
- 実験は22から26GPaの圧力,そして1973Kから2273Kの温度で実施された.
主要な成果:
- ペロブスキートにおけるFe-Mgの相互拡散は,シリコンの自己拡散に匹敵する,非常に遅いことが判明しました.
- これらの速度は,他のマントル鉱物で観察されたFe-Mg拡散よりも数桁遅いです.
結論:
- 下層マントルの化学的異質性は,地質学的時間尺度を超えても,非常に限られた長さ尺度 (メートル) で均質化します.
- 下層マントルの内部の異質性の化学的均衡を促進するために,重大な変形が必要である.
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