Über den Ursprung der Asthenosphäre

Verschiedene Modelle des Ursprungs der Asthenosphäre werden auf der Grundlage der neuesten Beobachtungen zur Mineralphysik der mechanischen Eigenschaften, der Schmelzbeziehungen und der thermischen Modelle des oberen Mantels überprüft. Partielles Schmelzen tritt wahrscheinlich im gesamten oberen Mantel mit Ausnahme der Lithosphäre auf. Um jedoch die abgeleitete flache Lithosphäre–Asthenosphäre-Grenze (LAB) mit einer großen und starken Geschwindigkeitsreduktion im alten ozeanischen Mantel durch partielles Schmelzen zu erklären, sind ein hohes Ende der Geotherme und einige Mechanismen der Schmelzakkumulation erforderlich. Das rein thermische Sub-Solidus-Modell der Asthenosphäre stimmt nicht mit dem Sharp-LABOR überein. Ein Sub-Solidus-Modell, das eine Rolle der Wasserstoffgehaltsschichtung aufruft, erklärt das flache und scharfe LABOR, aber es erklärt keinen großen Geschwindigkeitsabfall, wenn das Absorptionsbandmodell der Anelastizität angenommen wird. Eine Überprüfung der jüngsten Literatur zeigt, dass korngrößenempfindliche anelastische Relaxation zwangsläufig zwei aufeinanderfolgende Prozesse aufweist, hochfrequentes elastisch untergebrachtes Korngrenzengleiten, gefolgt von niederfrequenter diffusionsuntergebrachter Anelastizität. Anelastische Relaxation durch elastisch aufgenommenes Korngrenzengleiten führt zu einer großen Geschwindigkeitsreduzierung (~ 5% oder mehr). Unter der Annahme einer plausiblen Temperatur- und Wassergehaltsabhängigkeit der Spitzenfrequenz dieser Relaxation wird gezeigt, dass eine wesentliche Geschwindigkeitsreduktion bei einer nahezu konstanten Tiefe (~ 70 km) in der alten ozeanischen Region auftritt, aber bei der altersabhängigen Tiefe, die der ~ 1300 K Isotherme in den jungen Ozeanen entspricht. Dieses Modell liefert auch eine Erklärung für die seismologischen Beobachtungen am kratonischen oberen Mantel, einschließlich des beobachteten großen Geschwindigkeitsabfalls an der Diskontinuität in der mittleren Lithosphäre und einer kleinen Geschwindigkeitsänderung im LABOR. Implikationen für die seismische Anisotropie und für die geochemischen Eigenschaften der Asthenosphäre werden ebenfalls diskutiert.

Schreibe einen Kommentar

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht.

More: