Fasgräns för övergång efter spinel. Kredit:IGCAS
Den seismiska diskontinuiteten som uppstår på ett medeldjup av 647-654 km, vanligtvis kallad 660 km seismisk diskontinuitet, är gränsen mellan övergångszonen och den nedre manteln. Det anses vara orsakat av omvandlingen av ringwoodit till bridgmanit och MgO (post-spinel transition).
En viktig parameter som potentiellt kan påverka övergången efter spinel är hydrering. Enligt nyare studier, övergångszonen kan innehålla betydande mängder vatten, och därför är det viktigt att förstå effekten av vatten på övergången efter spinel för att bestämma dess egenskaper.
Dr Joshua Muir, postdoktorn, och teamledaren Prof. Zhang Feiwu från Institute of Geochemistry vid den kinesiska vetenskapsakademin (IGCAS), i samarbete med prof. John Brodholt från University College London (UCL), undersökte effekten av vatten på övergången efter spinel vid höga temperaturer och tryck.
Resultaten indikerade att vattnet endast hade en mycket liten effekt på Clapeyron-sluttningen av post-spinellövergången. Å andra sidan, vatten hade en måttlig effekt på dess djup. 1 vikt-% vatten ökade djupet av fasövergångens början med cirka 8 km. Denna variation på djupet var relativt liten jämfört med seismiskt observerade variationer i 660 km diskontinuitet på cirka 35 km och så vatten ensamt kunde inte förklara den observerade 660 km diskontinuitetstopografin.
Vidare, denna studie visade att tillsatsen av vatten orsakade en stor breddning av trefasslingan (ringwoodit + bridgmanite + MgO) genom utvecklingen av post-spinel-övergång. Fasslingans bredd var försumbar för vatteninnehåll mindre än cirka 1000 ppm, men växte sedan snabbt till att bli cirka 10 km bred, innan den krymper igen när vattenhalten närmar sig ringwooditmättnad.
Trefasslingans bredd som funktion av vattenhalten vid 1873 K (botten). Kredit:IGCAS