地球地的取决于温度的热扩散性以及对岩石形成的影响

科学领域:

• 地质物理学 地质物理学
• 行星科学 行星科学
• 材料科学 材料科学 材料科学

背景情况:

• 行星地和石化层的热进化取决于通过导电传递的热量,由热扩散率 (kappa) 和导电率 (k) 控制.
• 以前的热模型经常假设恒定的卡帕和k值,因为在高温下实验的不确定性.
• 对这些特性进行准确的高温测量对于理解石质层过程至关重要.

研究的目的:

• 准确地测量地岩在地质相关温度下的热性质 (kappa和k).
• 为了研究不同地岩类型中卡帕和k的温度依赖性.
• 改进石质层热演变的模型,特别是在大陆碰撞期间.

主要方法:

• 利用激光闪光分析精确测量三种不同的地岩类型的热扩散率 (kappa).
• 使用测量卡帕,密度 (rho) 和特定热量 (C(P)) 来计算导热率 (k).
• 开发了石质层热演变的模型,其中包含了温度依赖的热特性.

主要成果:

• 观察到卡帕的显著下降,从环境条件下的1.5-2.5mm{\displaystyle 1.5-2.5mm{\displaystyle 2mm}{\displaystyle 2mm}{\displaystyle 1mm}{\displaystyle 1mm}{\displaystyle 1mm}{\displaystyle 1mm}{\displaystyle 1mm}{\displaystyle 1mm}{\displaystyle 1mm}{\displaystyle 1mm}{\displaystyle 1mm}{\displaystyle 1mm}{\displaystyle 1mm}{\displaystyle 1mm}{\displaystyle 1mm}{\displaystyle 1mm}{\displaystyle 1mm}{\displaystyle 1mm}{\displaystyle 1mm}{\displaystyle 1mm}}在地中部温度下大约降到0.5mm{\displaystyle 0.5mm}{\displaystyle 2mm}{\displaystyle 1mm}
• 发现热中至下层地作为一个比以前估计的更有效的隔热器.
• 计算的k也从表面到石英过渡减少了50%,由于增加C(P) 的原因,相比kappa的负温度依赖性要小.

结论:

• 卡帕和C ((P) 的温度依赖性在剪切区的应变加热和隔热之间产生了积极的反.
• 这种反机制可以解释地的融化温度,而不需要异常高的放射性热量产生.
• 在各种构造学环境中预测了涉及加热,绝缘和部分融化的积极反循环,推动地重工和行星分化.