diskriminerande lägre mantelkomposition

begränsning av jordens bulkkomposition är grundläggande för att förstå vår planets bildning och utveckling. Medan den lägre manteln står för en majoritet av bulksilikatjorden, är den också den minst tillgängliga., Eftersom experimentella och teoretiska mineralfysikbegränsningar på mineralelasticitet vid lägre manteltemperaturer och tryck har förbättrats, har jämförelser mellan förutsagd seismisk hastighet och densitetsprofiler för hypotesiserade bulkkompositioner och 1D seismiska modeller blivit vanliga. Den grad i vilken en viss komposition är en bättre eller sämre passform än en annan komposition rapporteras emellertid inte alltid, och inte heller påverkas den antagna temperaturprofilen och andra osäkerheter som diskuteras., Här jämför vi seismiska hastigheter och densiteter för perovskitit, pyrolit och harzburgits bulkkompositioner beräknade med hjälp av avancerade ab initio-tekniker för att undersöka i vilken utsträckning de associerade osäkerheterna påverkar vår förmåga att skilja mellan kandidatkompositioner. Vi anser att förutspådda skillnader mellan modellkompositioner ofta är mindre än påverkan av temperatursosäkerhet och därför saknar dessa jämförelser diskriminerande makt., Oförmågan att skilja mellan kompositioner beror till stor del på den höga känsligheten hos seismiska egenskaper till temperatur tillsammans med osäkerheter i mantel geotherm, i kombination med minskad känslighet av seismiska hastighet till komposition mot basen av manteln. Ett viktigt undantag är spinningsövergången i (Mg,Fe)O-ferroperiklas, som förutspås ge en distinkt variation i kompressionsvågshastigheten som bör skilja mellan relativt ferromagnesiska och kiselrika kompositioner., Frånvaron av en uppenbar spin övergångssignatur i globala 1D seismiska profiler är dock en betydande olöst fråga i geofysik, och det har viktiga geokemiska konsekvenser. Det tillvägagångssätt som vi presenterar här för att fastställa diskriminerande makt för sådana jämförelser kan tillämpas på varje uppskattning av seismiska hastigheter och tillhörande osäkerheter, och erbjuder ett enkelt verktyg för att utvärdera modelljämförelseernas robusthet.