摘要
立方卡西欧3.钙钛矿是俯冲海洋地壳的主要相，它形成于距离大多数石榴石约550公里的深度1，2，28．然而，它在典型的下地幔温度和压力下的流变特性却鲜为人知。这里我们测量了立方体卡西欧的塑性强度3.钙钛矿在压力和温度条件下的典型俯冲板深度约1200公里。对比四方卡西欧3.，之前在室温下进行了研究3.，4，我们找到了那个立方卡西欧3.钙钛矿在下地幔温度下是相对较弱的相。我们发现它的强度和粘度大大低于桥晶石和铁方石，可能使立方CaSiO3.钙钛矿是最弱的下地幔相。我们的发现表明立方卡西欧3.钙钛矿控制着俯冲板块的动力学。弱卡西欧3.钙钛矿进一步提供了一种将俯冲的海洋地壳与下面的地幔分离的机制。根据分离的深度，玄武质地壳可以在上地幔和下地幔之间的边界处聚集，在那里立方卡西欧3.钙钛矿可能对上地幔低剪切波速度的地震观测区域有贡献5，6或下沉到核幔边界，并解释了非洲和太平洋下面大的低剪切速度省相关的地震异常7，8，9．
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原始数据由德国电子同步加速器(DESY)生成，可在https://doi.org/10.6084/m9.figshare.17287361．支持本研究结果的所有衍生数据均可在文章和扩展数据中获得。图源数据。2，3.和扩展数据图。2提供纸张。
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确认
我们感谢A. Ehnes和I. Schwark的技术援助。我们感谢a.r.。汤姆逊为卡西欧提供了一个高温剪切模量表3.钙钛矿。这项研究得到了德国科学基金会(资助MA4534/3-1和MA4534/4-1)以及欧盟地平线2020研究和创新计划(ERC资助864877)的支持。H.M.感谢巴伐利亚科学院的支持。L. M感谢美国国家科学基金会(EAR-1654687)和美国能源部国家核安全管理局通过芝加哥能源部联盟中心(DE- NA0003975)的支持。
作者信息
作者及隶属关系
贡献
h.m.， h.p.l.， L.M.和S.S.设计了这项研究。jj准备实验。所有作者都对同步加速器实验做出了贡献。J.I.和L.M.分析了数据。H.M.进行了建模。H.M.写了手稿的初稿。所有作者都对手稿的最终撰写做出了贡献。
相应的作者
道德声明
相互竞争的利益
作者宣称没有竞争利益。
同行评审
同行评审信息
自然感谢Patrick Cordier和其他匿名审稿人对这项工作的同行评审所做的贡献。
额外的信息
出版商的注意施普林格自然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
扩展数据图1展开的衍射图像。
数据收集在52.5 GPa和1150±50 K(下)以及最佳拟合模型(上)。曲率是晶格应变的度量，并用于计算卡西欧的强度3.钙钛矿。
图2立方CaSiO晶格应变的实验推导3.温度为1150±50 K。
导出的晶格应变的误差与符号大小相似，如右下角所示。
图3实验中观察到的纹理发展。
纹理强度由颜色表示。在整个实验过程中，100纹理随着压力的增加而增加，从约1.5 mrd增加到1.75 mrd，表明塑性流动。
扩展数据图4纹理发展的VPSC建模。
将样品合成后测量的实验纹理作为起始纹理。20%塑性应变导致的织构强度与52.2 GPa时测量的织构强度相当(见扩展数据图)。3.）.
权利和权限
关于本文
引用本文
Immoor, J.， Miyagi, L.， Liermann, HP。et al。弱立方卡西欧3.地球地幔中的钙钛矿。自然603， 276-279(2022)。https://doi.org/10.1038/s41586-021-04378-2
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DOI：https://doi.org/10.1038/s41586-021-04378-2
