摘要
地球上地幔地震波速度和衰减(应变能的耗散)的横向变化有可能绘制出诸如温度、主要元素组成、熔体分数和含水量等关键特征1,2,3..要将这些数据反演为有意义的物理性质表示,就需要对影响地震波传播的微力学过程有充分的理解2,3..结构束缚水(羟基)被认为影响地震性质2,3.但这还有待实验量化。在这里,我们提出了一个全面的低频强迫振荡评估橄榄石的地震性质,作为与地球内部有关的欠饱和状态下含水量的函数。我们的研究结果表明,波速和衰减实际上对水的含量非常不敏感。相反,金属套管的选择所施加的氧化还原条件,以及相关的缺陷化学,似乎对地震性质有重大影响。这些发现表明,水含量的升高不是上地幔低速或高衰减构造的原因。相反,在上地幔的含水和氧化区域(如俯冲带上方)观察到的高衰减可能反映了主要的氧逸度。此外,这些数据也不支持岩石圈-软流圈边界明显的假设,即在水的存在下,晶界滑动增强。
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确认
感谢H. Kokkonen和H. Miller在澳大利亚国立大学岩石物理实验室样品制备和操作方面的技术支持,感谢H. Chen在电子背散射衍射方面的协助,感谢耶鲁大学S. Karato对改进手稿提出的建议。本工作由澳大利亚研究委员会向i.j.、a.j.b.、U.H.F.和S. Karato提供的DP130103848赠款支持。h.f.感谢NSF拨款EAR 1321889的支持。中华医学会非常感谢澳大利亚国立大学国际博士研究奖学金的资助。
作者信息
作者及隶属关系
贡献
C.J.C.进行了强迫振荡测量(由E.C.D.贡献)。C.J.C.获得了显微结构和光谱数据,随后由U.H.F, e.c.d., i.j., A.J.B.和C.J.C.进行了解释和菲3 +计算由U.H.F.完成。手稿由C.J.C.撰写,并由所有作者贡献修订和讨论。
相应的作者
道德声明
相互竞争的利益
作者声明没有相互竞争的经济利益。
额外的信息
审核人信息自然感谢G. Abers和T. Irifune对本工作的同行评审所作的贡献。
出版商注:施普林格《自然》杂志对出版的地图和机构从属关系中的管辖权主张保持中立。
扩展的数据图形和表格
图1 1623样品(0.5[Ti])经过机械测试后的电子后向散射衍射图,彩色表示不同的晶体取向。
出现了接近“泡沫”的微观结构,明显的晶界锯齿是使用MTEX软件进行晶界重建后的人工产物(http://mtex-toolbox.github.io/).
权利和权限
关于本文
引用本文
克莱恩二世,C.福尔,U.大卫,E.et al。氧化还原对上地幔橄榄石地震性质的影响。自然555, 355-358(2018)。https://doi.org/10.1038/nature25764
收到了:
接受:
发表:
发行日期:
DOI:https://doi.org/10.1038/nature25764
这篇文章被引用
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