Forskere afslører virkninger af vand på 660 km diskontinuitet på den dybe jord

Den seismiske diskontinuitet, der opstår i en gennemsnitlig dybde på 647-654 km, kaldes normalt 660 km seismisk diskontinuitet, er grænsen mellem overgangszonen og den nedre kappe. Det anses for at være forårsaget af omdannelsen af ​​ringwoodit til bridgmanit og MgO (post-spinel-overgang).

En vigtig parameter, der potentielt kan påvirke post-spinel-overgangen, er hydrering. Ifølge nyere undersøgelser, overgangszonen kan indeholde betydelige mængder vand og det er derfor vigtigt at forstå virkningen af ​​vand på post-spinelovergangen for at bestemme dets egenskaber.

Dr. Joshua Muir, postdoktor, og teamlederen prof. Zhang Feiwu fra Institute of Geochemistry of the Chinese Academy of Sciences (IGCAS), i samarbejde med prof. John Brodholt fra University College London (UCL), undersøgte vandets effekt på post-spinelovergangen ved høje temperaturer og tryk.

Resultaterne indikerede, at vandet kun havde en meget lille effekt på Clapeyron-hældningen af ​​post-spinelovergangen. På den anden side, vand havde en moderat effekt på dens dybde. 1 vægtprocent vand øgede dybden af ​​faseovergangens begyndelse med ca. 8 km. Denne variation i dybden var relativt lille i forhold til seismisk observerede variationer i diskontinuiteten på 660 km på omkring 35 km, og derfor kunne vand alene ikke tegne sig for den observerede diskontinuitetstopografi på 660 km.

Desuden, denne undersøgelse viste, at tilsætning af vand forårsagede en stor udvidelse af trefasekredsen (ringwoodit + bridgmanit + MgO) gennem udviklingen af ​​post-spinel-overgang. Bredden af ​​fasesløjfen var ubetydelig for vandindhold mindre end ca. 1000 ppm, men voksede derefter hurtigt til at blive omkring 10 km bred, før det krymper igen, når vandindholdet nærmer sig ringwooditmætning.