– Diskriminerende nedre mantel sammensetning

Begrense Jordens bulk sammensetning er grunnleggende for å forstå jordens dannelse og utvikling. Mens den nedre mantel står for et flertall av bulk silikat Jorden, det er også den minst tilgjengelige., Som eksperimentelle og teoretiske mineral fysikk begrensninger på mineralske elastisitet på nedre mantel temperaturer og trykk har bedret seg, sammenligninger mellom spådd seismisk hastighet og tetthet profiler for en hypotese om bulk komposisjoner og 1D seismiske modeller har blitt vanlig. Men i hvilken grad en gitt sammensetning er en bedre eller dårligere plass enn en annen sammensetning er ikke alltid rapportert, eller er påvirkninger av antatt temperatur profil og andre usikkerheter diskutert., Her kan vi sammenligne seismiske hastigheter og tettheter for perovskitite, pyrolite, og harzburgite bulk komposisjoner beregnet ved hjelp av avansert ab initio teknikker for å utforske den grad knyttet usikkerhet påvirker vår evne til å skille mellom kandidat komposisjoner. Vi finner at det er spådd forskjeller mellom modell komposisjoner er ofte mindre enn påvirkning av temperatur usikkerhet og derfor disse sammenligningene mangel diskriminerende effekt., Manglende evne til å skille mellom komposisjoner er i stor grad på grunn av den høye følsomheten av seismiske egenskaper til temperatur ledsaget av usikkerhet i mantelen geotherm, kombinert med redusert følsomhet for seismisk hastighet til sammensetning mot bunnen av mantelen. Et viktig unntak er spin overgang i (Mg,Fe)O-ferropericlase, som er forutsatt å gi en distinkt variasjon i compressional bølgehastighet som bør skille mellom relativt ferro-magnesian og silica-rik komposisjoner., Men, fraværet av en tydelig spinn overgang signatur i global 1D seismiske profiler er en betydelig uløst problem i geofysikk, og det er viktig geokjemiske implikasjoner. Den tilnærming vi presenterer her for å etablere diskriminerende effekt for slike sammenligninger kan brukes til noe estimat av seismiske hastigheter og tilhørende usikkerheter, og tilbyr en enkel verktøy for å vurdere robustheten av modellen sammenligninger.