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Mg2SiO4におけるポストスピネル相境界は,in situ X線微分法によって決定される
1T. Irifune, N. Nishiyama, K. Kuroda, T. Inoue, M. Isshiki, Department of Earth Sciences, Ehime University, Matsuyama 790, Japan. W. Utsumi, Japan Atomic Energy Research Institute, Kamigori, Ako-gun, Hyogo 678-12, Japan. K. Funakoshi, Ja.
Science (New York, N.Y.)
|March 26, 1998
まとめ
Mg2SiO4のポストスピネル相境界は,高圧実験を用いて決定した. この重要な地質学的な境界は,以前に推定されたより低い圧力に位置し,地球のマントルのモデルに影響を与えています.
科学分野:
- ミネラル物理学 ミネラル物理学
- 高圧地化学 高圧地化学
- ジオダイナミクスは地力学です.
背景:
- マグネシウムシリケート (Mg2SiO4) の相変遷を理解することは,地震データを解釈し,地球の深層マントルのモデリングに不可欠です.
- スピネル (ガンマ) 段階からMgSiO3ペロブスキート+MgOペリクラゼ組成への移行は,マントルの移行領域内の鉱物特性に大きな変化をもたらします.
研究 の 目的:
- 高温・高圧下でのMg2SiO4のスピネル・フェーズとポストスピネル・フェーズ間の相境界を正確に決定する.
- この臨界段階の移行のためのクラペイロン斜面の推定を精査する.
主な方法:
- SPring-8施設でシンクロトロン放射線を用いて,X線 difraktionの測定を行いました.
- マントルに関連した圧力および温度条件を達成するために,大規模なマルチアンビル高圧装置が使用されました.
- 実験は,摂氏1400度から1800度までの温度範囲で実施されました.
主要な成果:
- ポストスピネル相境界は,1600°Cで21.1 (+/-0.2) ギガパスカルであった.
- 決定された境界は,熱力学的予測と一致する負のクラペイロンの傾きを示しています.
- この圧力は,以前に報告された推定値より約2ギガパスカル低い.
結論:
- 改訂された相境界は,地球のマントルの移行ゾーンの地球物理モデルにとってより正確な制約を提供します.
- 負のクラペイロンの傾きは,スピネル後の移行が温度上昇とともに低圧で安定することを示しています.
- これらの発見は,地球深層の鉱物学とマントルの動態に関する私たちの理解を洗練します.