Calcium in Bridgmanite in the Deep Mantle

深部地幔布里奇曼石中的钙

基本信息

  • 批准号:
    1725094
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 27.17万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2017
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2017-07-01 至 2020-06-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Volcanic activity, such as that seen in Hawaii today and Yellowstone in the recent past, are linked to heat coming from deep in the Earth's interior. Although seismic studies have identified a few large scale candidate structures in the deep mantle that could represent the source of heat or material to feeds these large volcanic centers, little is known about the origin and nature of those structures. In this project, the team will investigate probable compositional changes in the dominant mineral in the Earth's deep mantle, in order to better understand the nature of the global-scale structures in the deep mantle that could affect our planet's changing surface. It is expected that the experiments to be conducted in this project will result in advancing our knowledge of the formation of deeply rooted volcanism and their evolution. Such knowledge is important in a range of topics that include assessing some types of natural hazard and providing insights into the processes that led to the formation of the Earth as a planet. The project will support undergraduate research at Arizona State University, providing laboratory research opportunities for students interested in the geosciences. Preliminary experiments suggest that Ca, Calcium, dissolves into bridgmanite (the dominant lower mantle mineral) at the pressure-temperature conditions of the deep mantle. In this project, it is planned to measure the pressure-temperature conditions where Ca enters into the crystal structure of bridgmanite. An additional goal of the study will be to measure the physical properties of Ca-bearing bridgmanite to compare with the properties of the seismically identified large scale mantle structures, such as Large Low Shear Velocity Provinces. The proposed experiments include in situ X-ray measurements at high pressure-temperature and chemical analysis of the recovered samples using electron microscopy. Because Ca-bearing minerals play an important role in the storage capacity of the lower mantle for heat producing elements, this research project is expected to close a gap in our knowledge of how heat producing elements are distributed among different geochemical structures in the deep mantle.
火山活动,例如当今夏威夷的火山活动和最近的黄石,与来自地球内部深处的热量有关。尽管地震研究已经确定了深壁板中的一些大规模候选结构,这些结构可以代表热或材料来供给这些大型火山中心,但对这些结构的起源和性质知之甚少。 在这个项目中,团队将研究地球深地幔中主要矿物的可能的组成变化,以便更好地了解深壁垒中全球尺度结构的性质,从而影响我们星球变化的表面。 预计该项目将进行实验将导致我们对根深蒂固的火山主义及其进化的形成的了解。 这种知识在一系列主题中很重要,包括评估某些类型的自然危害并提供有关导致地球形成的过程的见解。该项目将支持亚利桑那州立大学的本科研究,为对地球科学感兴趣的学生提供实验室研究机会。初步实验表明,在深幔压力温度条件下,Ca,钙,溶解在Bridgmanite(主要的下地幔矿物)中。在该项目中,计划测量进入Bridgmanite晶体结构的压力温度条件。 该研究的另一个目标是测量含有Ca含Bridgmanite的物理特性,以与地震鉴定的大型地幔结构(例如较大的低剪切速度省)进行比较。提出的实验包括在高压温度上进行原位X射线测量,并使用电子显微镜对回收样品进行化学分析。 由于含碳矿物质在产生热量元件的下地幔的存储容量中起着重要作用,因此预计该研究项目将在我们了解如何在深层地幔中的不同地球化学结构之间分布热量产生元素的差距。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Mineralogy and density of Archean volcanic crust in the mantle transition zone
地幔过渡带太古代火山壳的矿物学和密度
  • DOI:
    10.1016/j.pepi.2020.106490
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.3
  • 作者:
    Ko, Byeongkwan;Prakapenka, Vitali;Kunz, Martin;Prescher, Clemens;Leinenweber, Kurt;Shim, Sang-Heon
  • 通讯作者:
    Shim, Sang-Heon
The Bridgmanite–Akimotoite–Majorite Triple Point Determined in Large Volume Press and Laser-Heated Diamond Anvil Cell
  • DOI:
    10.3390/min10010067
  • 发表时间:
    2020-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.5
  • 作者:
    Britany L. Kulka;J. Dolinschi;K. Leinenweber;V. Prakapenka;S. Shim
  • 通讯作者:
    Britany L. Kulka;J. Dolinschi;K. Leinenweber;V. Prakapenka;S. Shim
Evidence for the charge disproportionation of iron in extraterrestrial bridgmanite
  • DOI:
    10.1126/sciadv.aay7893
  • 发表时间:
    2020-01-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    13.6
  • 作者:
    Bindi, Luca;Shim, Sang-Heon;Xie, Xiande
  • 通讯作者:
    Xie, Xiande
Possible H2O storage in the crystal structure of CaSiO3 perovskite
  • DOI:
    10.1016/j.pepi.2019.106412
  • 发表时间:
    2020-02
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.3
  • 作者:
    Huawei Chen;K. Leinenweber;V. Prakapenka;C. Prescher;Y. Meng;H. Bechtel;M. Kunz;S. Shim
  • 通讯作者:
    Huawei Chen;K. Leinenweber;V. Prakapenka;C. Prescher;Y. Meng;H. Bechtel;M. Kunz;S. Shim
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  • 作者:
    Sang-Heon Shim
  • 通讯作者:
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  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 27.17万
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    Continuing Grant
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