Nichtlinear elastische Eigenschaften im Zusammenhang mit den polymorphen Transformationen der Clinopyroxene als Ursache seismischer Anomalitäten

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Ziel des Projektes ist es, elastische Aufweichungen und ihr Ausmaß im Zusammenhang mit den unter Druck und Temperatur auftretenden Phasentransformationen von Low-Clinopyroxenen (LCpx) zu charakterisieren. Die Aufweichung von Scherwiderständen steht im Verdacht Ursache für das Phänomen reduzierter seismischer Wellengeschwindigkeiten in Low-Velocity Zonen (LVZ) zu sein. Präzise Messungen der axialen Kompressibilitäten werden herangezogen um diese Abweichungen von einem ideal linearen dCij/dP bzw. dCij/dT Verhalten zu erfassen. Ausgedehnte Untersuchungen in heizbaren Diamantstempelhochdruckzellen sind für MgSiO3, aber auch an den Modellanaloga ZnSiO3 und NaTiSi2O6 vorgesehen. Um auch das Verhalten ausgewählter für die Instabilitäten verantwortlicher Cij in der Nähe von Transformationsgrenzen evaluieren zu können, sind komplementäre in-situ Messungen unter Anwendung von Ultraschallinterferometrie, Brillouin-Streuung bzw. inelastischer Röntgenstreuung vorgesehen. Im Fokus der Untersuchungen stehen die als displaziv eingestuften Transformationen LCpx(P21/n)<->HPCpx(C2/c) bzw. LCpx(P 21/n)<-> HTCpx(C2/c), andererseits die als martensitisch beschriebene Transformation LCpx(P21/n)<->Opx(Pbca). Aufgrund des martensitischen Charakters lässt diese Transformation eine Aufweichung von Scherwiderständen vermuten, steht aber vor allem wegen ihres quasi parallelen Verlaufes zu den PT-Profilen in Subduktionskeilen im Verdacht für die über eine mehr als 100km mächtigen Tiefenbereich beobachtbare quasikontinuierliche seismische Anomalie der LVZ verantwortlich zu sein.