Deep mantle heterogeneities formed through a basal magma ocean contaminated by core exsolution
Year: 2025
Type: dissertation
Abstract: 地幔最深处存在大规模的低波速异常体，并局部发育超低速区，这些波速异常体的起源是固体地球科学的核心谜题之一。经典模型认为早期形成的基底岩浆洋结晶分异形成的铁方镁石具有高密度和低波速特征，然而该模型预测的铁方镁石含量过高，与地震学观测相悖。地核出溶这一过程为解决此难题提供了全新视角。我们首次定量模拟了地核出溶对基底岩浆洋结晶过程的效应。热力学模拟展示了地核出溶的二氧化硅会抑制铁方镁石的结晶，形成以更富集硅的布里奇曼石为主的中等密度层。进一步的地球动力学模拟表明，该层可在地幔对流作用下持续演化，形成与现今低波速异常体相吻合的密度及波速结构。同时，此类结晶产物继承了地核独特的硅、钨、氦等同位素组成，可能是洋岛玄武岩的源区物质，这为理解深部地幔不均一性的成因提供了全新视角。
Authors: Junwei Li, Zhixue Du
Language: English
Subfield: Geophysics
Field: Earth and Planetary Sciences
Domain: Physical Sciences
Open Access status: bronze
OpenAlex ID: W4416301677