地球の核-マントルの境界における地震速度の異常の原点
Suyu Fu1,2, Stella Chariton3, Vitali B Prakapenka3
1School of Earth and Space Exploration, Arizona State University, Tempe, AZ, USA. fsyxhy@gmail.com.
水素による鉄・シリコン結晶の沈殿は,コア・マントル境界 (CMB) の地震異常を説明する可能性がある. このコア駆動プロセスは,コア硬度ゾーンと潜在的に超低速度ゾーン (ULVZ) の両方を説明します.
科学分野:
- 地質学と惑星科学
- 高圧鉱物物理学の実験
- 地球の核の構成と動態
背景:
- 地震研究は,超低速度ゾーン (ULVZ) とコア硬度ゾーンを含むコア-マントル境界 (CMB) で異常を明らかにします.
- ULVZはしばしばマントルプロセスと関連しているが,CMB異常の核源は十分に理解されていない.
- 鉄・シリコン・水素 (Fe-Si-H) の極度の圧力と温度における融解の性質は,外部の核に関連してよく特徴づけられていない.
研究 の 目的:
- 高圧条件下で水素の存在下でのFe-Si合金の溶解と結晶化行動を調査する.
- コア・マントルの境界で観測された地震異常を説明できるかどうかを判断する.
- 核の硬度ゾーンとULVZの両方に統一されたコア駆動メカニズムを探求する.
主な方法:
- レーザーで加熱されたダイヤモンド・アンビル・セルを用いて,Fe-9wt%Si合金と水素を125GPaまでの圧力と3,700Kまでの温度で加熱した.
- 先進的な実験技術を用いて結晶相とその組成を分析した.
- 地震観測と地球の深部モデルの文脈で実験結果を解釈した.
主要な成果:
- 溶けたFe-Si-HからB2FeSiの結晶化が観察された.
- 水素は,B2 FeSi結晶へのシリコンの組み込みを大幅に増加させ,液体相にとどまっています.
- その結果,Siに富んだB2FeSi結晶は安定し,周囲の液体よりも密度が低く,CMBに向かって沈殿し,浮遊することができます.
結論:
- 外部核におけるB2FeSiの水素誘発の降水は,核の硬直性異常の核誘発による起源であると考えられる.
- これらのSi豊富な結晶は,マントルに組み込まれた場合,CMB上空で観測されたいくつかのULVZを説明することができます.
- この統一されたコア駆動シナリオは,海洋島の玄武岩のコアのようなワングルイソトープシグネチャーの潜在的な説明を提供します.
さらに関連する動画
07:58Data Processing Methods for 3D Seismic Imaging of Subsurface Volcanoes: Applications to the Tarim Flood Basalt
Published on: August 7, 2017
06:55Kinematic History of a Salient-recess Junction Explored through a Combined Approach of Field Data and Analog Sandbox Modeling
Published on: August 5, 2016
関連する概念動画
Magnetostatic Boundary Conditions
Magnetic Susceptibility and Permeability
When diamagnetic materials are placed under an external magnetic field, the moments opposite to the field are induced. Hence, the susceptibility for diamagnets has a minimal negative value of 10-5–10-6. Since...
Apparent Weight and the Earth's Rotation
For an object on the Earth's equator, the net centripetal force that accounts for its rotation is the Earth's pull towards its center, or the weight minus the normal force that prevents it from piercing into the Earth's surface....
Elastic Strain Energy for Shearing Stresses
Atomic Nuclei: Larmor Precession Frequency
Variation in Acceleration due to Gravity near the Earth's Surface
The difference between the true and apparent weights is proportional to the square of the Earth's...
