Material Science of interaction between descen ding palate and core, and the core-mantle boundary

下降腭与核之间以及核幔边界之间相互作用的材料科学

基本信息

  • 批准号:
    12126201
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 43.07万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
  • 财政年份:
    2000
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2000 至 2002
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

We developed the laser heated diamond anvil cell system and sintered diamond multianvil systen, which enable us to generate high temperature up to above 2000 K at around 100 GPa, and 3000K at pressures above 30 GPa. Following results are obtained by using these systems ; (1)We confirmed that (Mg, Fe) O with a NaCl structure up to 100 GPa and 2000K, (2)Compression curve of FeH has been clarified, and we found that FeH become incompressible at pressure above 50 GPa, which may be caused by the electromagnetic transformation. Incompressible nature of FeH at high pressure suggests that the H content explaining the density deficit of the core is 1/3 of that estimated previously, (3)We determined the compression curves of FeSi alloys up to 200 GPa. The low density and high incompressibility of FeSi alloys are consistent with the physical properties of the core, and this indicates that Si is also a plausible candidate for the light elements of the core, (4)We clarified the reaction of Iron and silicate up to 80 GPa and 3500K and found that some Si and O are dissolved into the metallic iron in this condition, (5)We clarified the kinetics of post-spinel and post-garnet transformations, and applied the results for subducting plates into the lower mantle, (6)We determined the maximum water content in wadsleyite and ringwoodite, magnesiowustite, and perovskite, and estimated the water storage capacity of the transition zone and lower mantle.
我们开发了激光加热金刚石砧座系统和烧结金刚石多砧座系统,使我们能够在 100 GPa 左右产生高达 2000 K 以上的高温,并在 30 GPa 以上的压力下产生 3000 K 的高温。使用这些系统获得以下结果; (1)我们确认了在100 GPa和2000K下具有NaCl结构的(Mg, Fe) O,(2)FeH的压缩曲线已经阐明,我们发现FeH在压力高于50 GPa时变得不可压缩,这可能是由电磁变换引起。 FeH 在高压下的不可压缩性质表明,解释核心密度不足的 H 含量是之前估计的 1/3。 (3)我们确定了 FeSi 合金高达 200 GPa 的压缩曲线。 FeSi合金的低密度和高不可压缩性与堆芯的物理性质一致,这表明Si也是堆芯轻元素的合理候选者。 (4)我们阐明了铁和硅酸盐的反应直至80 GPa和3500K,发现在此条件下部分Si和O溶解到金属铁中,(5)阐明了后尖晶石和后石榴石相变的动力学,并应用了结果(6)针对俯冲板块进入下地幔的情况,测定了瓦兹利石、尖角铁矿、镁方铁矿、钙钛矿的最大含水量,并估算了过渡带和下地幔的储水能力。

项目成果

期刊论文数量(214)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Asahara Y, E.Ohtani: "Melting relations of the hydrous primitive mantle in the CMAS-H_2O system at high pressures and temperatures, and implications for generation of komatiites"Phys. Earth Planet. Inter.. 125. 31-44 (2001)
Asahara Y,E.Ohtani:“CMAS-H_2O 系统中含水原始地幔在高压和高温下的熔化关系,以及对科马提岩生成的影响”Phys。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Terasaki, H.: "The effect of temperature, pressure, and sulfur content on viscosity of the Fe-FeS melt."Earth and Planetary Science Letters. 190. 93-101 (2001)
Terasaki, H.:“温度、压力和硫含量对 Fe-FeS 熔体粘度的影响。”地球与行星科学快报。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Asahara, Y: "Melting relations of the hydrous primitive mantle in the CMAS-H2O system at high pressures and temperatures, and implications for generation of komatiites."Phys.Earth Planet.Inter.. 125. 31-44 (2001)
Asahara, Y:“CMAS-H2O 系统中含水原始地幔在高压和高温下的熔化关系,以及对科马提岩生成的影响。”Phys.Earth Planet.Inter.. 125. 31-44 (2001)
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Ohtani, E.: "In situ X-ray observation of decomposition of super hydrous phase B at high pressure and temperature"Geophys. Res. Lett., doi : 10.1029/2002GL015549. 30No.2. 1029 (2003)
Ohtani, E.:“高压高温下超水相 B 分解的原位 X 射线观察”地球物理学。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Litasov, K.: "Water solubiity in Mg-perovskites and water storage capacity in the lower mantle."Earth Planet.Sci.Lett.. 211. 189-203 (2003)
Litasov, K.:“镁钙钛矿中的水溶性和下地幔中的储水能力。”Earth Planet.Sci.Lett.. 211. 189-203 (2003)
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  • 发表时间:
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