Study on high-pressure and temperature elasticity of subducted crustal materials and lower mantle chemical heterogeneity

俯冲地壳物质高压高温弹性及下地幔化学非均质性研究

• 批准号: 23540560
• 负责人: TSUCHIYA Taku
• 金额: $ 3.24万
• 依托单位: Ehime University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2013
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-23540560/
• 关键词: 第一原理電子状態計算; 沈み込んだ地殻物質; 下部マントルの不均質性; 高圧相転移; 地震波速度; マントルの不均質性; マントルの進化

The density and elasticity of the major crustal minerals in the deep mantle pressure condition were determined using the density functional first principles computation method. Based on the calculated results, potential subduction of the crustal materials into the deep mantle, their stable distribution in the mantle, and influences on the mantle dynamics were discussed.It was found that each typical crustal material could reach the lowermost mantle and cause the chemical heterogeneity, but their stable stratification is less likely when considering the time scale of the basal heating from the outer core and the internal heating. Instead they would likely be involved in the global mantle convection. This suggests that while the crust formation is a differentiation process of the mantle, the subduction generally serves as an assimilation process.

采用密度泛函第一性原理计算方法，确定了深部地幔压力条件下地壳主要矿物的密度和弹性。根据计算结果，讨论了地壳物质向地幔深部俯冲的可能性、在地幔中的稳定分布及其对地幔动力学的影响，发现每种典型的地壳物质都能到达地幔最低层，并引起化学不均匀性，但是当考虑到来自外核的基底加热和内部加热的时间尺度时，它们的稳定分层不太可能。相反，它们可能会参与全球地幔对流。这表明，虽然地壳的形成是一个地幔的分化过程，俯冲作用通常是一个同化过程。

项目成果

Ab initio study in geoscience

地球科学从头开始研究

• 发表时间: 2011
• 作者: 三重野哲;譚国棟;伊藤清一;T. Tsuchiya
• 通讯作者: T. Tsuchiya

第一原理二相MDシミュレーションによるSiO2の高圧融解曲線の決定及びメルトの構造、輸送特性について

第一性原理两相MD模拟测定SiO2高压熔化曲线及熔体结构和输运性能

• 发表时间: 2011
• 作者: 臼井佑介;土屋卓久
• 通讯作者: 土屋卓久

Possible pentacoordinate silicon in the high pressure CAS phase CaAl4Si2O11: A first principles ab initio study

高压 CAS 相 CaAl4Si2O11 中可能的五配位硅：第一原理从头开始研究

• 发表时间: 2012
• 作者: L. Gautron;T. Tsuchiya;J. Tsuchiya;and S. Greaux
• 通讯作者: and S. Greaux

Multimegabar phase relations of major Earth and planetary materials

主要地球和行星材料的兆巴相关系

• 发表时间: 2011
• 作者: T. Tsuchiya;H. Dekura;Y. Kuwayama;J. Tsuchiya
• 通讯作者: J. Tsuchiya

第2大陸の役割

第二大陆的作用

• 发表时间: 2014
• 作者: 河合研志;市川浩樹;山本伸次;土屋卓久;丸山茂徳
• 通讯作者: 丸山茂徳