鉄の分割と地球の下層マントルのピロライトの密度の変化
Tetsuo Irifune1, Toru Shinmei, Catherine A McCammon
1Geodynamics Research Center, Ehime University, Matsuyama 790-8577, Japan. irifune@dpc.ehime-u.ac.jp
まとめ
ミネラル・スピン・トランジションは,地球の下層マントルの鉄分断に影響します. ピロライトの組成は,地震学モデルと一致する40GPaほどの鉄・マグネシウム分割の変化を示しています.
科学分野:
- 地質物理学 地質物理学とは地質物理学です.
- 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:
- 鉱物相変異と化学組成は,地球の深い内部の地球物理学的解釈に重大な影響を及ぼします.
- オリヴィンなどの鉱物における圧力誘発のスピン移行は,鉄の分割と枯渇を制御し,潜在的に異なる下層マントルの構造を作り出す可能性があると仮定されています.
研究 の 目的:
- 鉄の分割と高圧下での鉱物の振る舞いを,現実的なピロライトマントルの組成を用いて調査する.
- スピン・トランジションが発生する圧力と,マントルの主要なフェーズにおける鉄の分布に及ぼす影響を決定する.
主な方法:
- 地球の下層マントルの条件をシミュレートする高圧実験.
- 鉱物相における鉄・マグネシウムの配分係数の分析. 圧力によって変化する.
- 実験的な密度プロファイルと地震学的データとの比較.
主要な成果:
- 鉄・マグネシウム分割係数の有意な変化は,ピロライトで約40ギガパスカルで観察され,低圧で発生するスピン移行に起因する.
- マグネシウムシリケートペロブスキートでは,鉄の最小限の枯渇が認められたが,これはFe3+の優先保持による可能性がある.
- 観測された密度プロファイルは,地震学的モデルとよく一致しています.
結論:
- ピロライトは,地球の下層マントルの上から中部の領域に適した組成モデルとして機能します.
- スピン・トランジションは鉄の分割に役割を果たしますが,Fe3+保持などの他の要因も鉄の分布に影響します.
- この研究は,下層マントルの地球物理学的解釈におけるピロライトの使用を検証している.
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