在下层地幔的碳酸盐-金属反应
Anne H Davis1, Bethany A Chidester2, Eran Greenberg3
1Department of the Geophysical Sciences, The University of Chicago, 5734 S. Ellis Avenue, Chicago, Illinois 60637, United States.
在下层地幔中,碳酸盐尽管与金属发生反应,但仍然保持稳定. 高压增加了这些反应所需的温度,使得碳酸盐成为地球深层内部的主要碳相.
科学领域:
- 地质化学 地质化学
- 矿物物理 矿物物理
- 高压科学科学 高压科学
背景情况:
- 碳酸盐是地球地幔中重要的碳储存物.
- 它们在下层地幔中的行为,特别是相位关系和运输特性,人们对其了解甚少.
- 了解碳酸盐的稳定性是理解深层碳循环的关键.
研究的目的:
- 为了研究碳酸盐在下层地幔条件下的稳定性.
- 在高压和高温下确定碳酸盐和铁合金之间的反应产物.
- 评估碳酸盐作为地球深层碳含量阶段的作用.
主要方法:
- 在Fe-Si-Ca-Mg-C-O系统上进行了高压,高温实验研究.
- 实验达到高达124 GPa的压力和高达3200 K的温度.
- 对反应产物的分析以确定相稳定性.
主要成果:
- 碳酸盐与铁合金反应,形成酸盐,铁碳化物和氧化物.
- 反应温度随着压力增加而增加,从而改变稳定场.
- 在高压下,碳的 siderophilicity 比更低.
结论:
- 沿着地热,碳酸盐是最下层地幔中稳定的含碳相.
- 这些发现影响了深层碳循环和地幔组成模型.
- 碳酸盐的稳定性取决于压力,影响地球深层碳的命运.
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