het onderscheiden van de samenstelling van de lagere mantel

Het beperken van de bulksamenstelling van de aarde is fundamenteel voor het begrijpen van de vorming en evolutie van onze planeet. Terwijl de onderste mantel goed is voor een meerderheid van de bulk silicaat aarde, is het ook de minst toegankelijke., Naarmate de experimentele en theoretische mineraalfysische beperkingen op de minerale elasticiteit bij lagere manteltemperaturen en-drukken zijn verbeterd, zijn vergelijkingen tussen voorspelde seismische snelheid en dichtheidsprofielen voor veronderstelde bulksamenstellingen en 1D seismische modellen gemeengoed geworden. De mate waarin een bepaalde samenstelling beter of slechter past dan een andere samenstelling wordt echter niet altijd gerapporteerd, noch worden de invloeden van het veronderstelde temperatuurprofiel en andere onzekerheden besproken., Hier vergelijken we seismische snelheden en dichtheden voor perovskitiet, pyroliet en harzburgiet bulksamenstellingen berekend met behulp van geavanceerde ab initio technieken om te onderzoeken in hoeverre de bijbehorende onzekerheden van invloed zijn op ons vermogen om onderscheid te maken tussen kandidaat-composities. We zien dat voorspelde verschillen tussen modelsamenstellingen vaak kleiner zijn dan de invloed van temperatuuronzekerheden en daarom missen deze vergelijkingen discriminerende kracht., Het onvermogen om onderscheid te maken tussen composities is grotendeels te wijten aan de hoge gevoeligheid van seismische eigenschappen voor temperatuur, vergezeld van onzekerheden in de mantel geotherm, in combinatie met verminderde gevoeligheid van seismische snelheid voor samenstelling naar de basis van de mantel. Een belangrijke uitzondering is de spinovergang in (Mg, Fe) o-ferropericlase, die naar verwachting een duidelijke variatie in compressiegolfsnelheid zal geven die een onderscheid moet maken tussen relatief ferro-magnesiaanse en silica-rijke samenstellingen., De afwezigheid van een schijnbare spin transitie signatuur in globale 1D seismische profielen is een belangrijk onopgelost probleem in de geofysica, en het heeft belangrijke geochemische implicaties. De benadering die we hier presenteren voor het vaststellen van discriminerende macht voor dergelijke vergelijkingen kan worden toegepast op elke schatting van seismische snelheden en bijbehorende onzekerheden, en biedt een eenvoudig instrument om de robuustheid van modelvergelijkingen te evalueren.