물의 초기 달과 심부 지구 발달에 미치는 영향 실험적 조사

달은 처음에 깊은 마그마 바다로 덮여 있었던 것으로 추정되며, 그 점진적인 고체화는 알루미늄이 풍부한 플라지오클레이스 기반의 고지대 지각 형성으로 이어졌습니다. 우리는 달 마그마 바다(LMO)의 완전한 고체화에 수반되는 광물학적 및 지화학적 발달에 대한 최초의 고압, 고온 실험 연구를 수행하였으며, 초기 달 내부의 물 존재에 대한 새로운 제약을 제공합니다. 건조한 달에서는 플라지오클레이스가 68% 고체화 이후 나타나며, 두께 약 68km의 지각을 형성합니다. 이는 최근 GRAIL 임무의 중력 데이터에서 제안된 달의 지각 두께(3443 km)보다 훨씬 위에 있습니다. 물을 포함한 실험은 LMO 결정화 동안 플라지오클레이스 형성 시작의 지연과 감소를 보여주었으며, 이는 이전에 육상의 마그마에서도 관찰된 바 있습니다. 지각 두께를 수분계로 사용하여 우리는 LMO 결정화 시점에 달에는 최소 약 800 ppm의 물이 존재했음을 결론지었습니다. 이는 지구-달 시스템이 처음부터 물이 풍부했음을 나타냅니다. 물은 초기 LMO 발달에 놀라운 영향을 미칠 뿐만 아니라 지구의 맨틀 암석의 특성에도 영향을 미치지만, 심부 지구로 물을 얼마나 효과적으로 수송하는지에 대한 논란은 높은 맨틀 온도 때문에 여전히 진행 중입니다. 해양 리소스의 섭입은 표면 H2O를 맨틀로 수송합니다. 최근 연구들은 높은 압력 위상인 스티쇼바이트와 포스트 스티쇼바이트가 섭입된 해양 지각의 지구열을 따라 지구 내부로 물을 중량 백분율 수준으로 수송할 가능성이 있음을 입증했습니다. 우리의 실험 데이터 회귀 분석은 전이 영역과 얕은 하부 맨틀에서 스티쇼바이트의 H2O 저장 용량이 약 3.5 중량%이며, 맨틀 기저에서는 약 0.8 중량%로 감소함을 나타냅니다. 슬라브가 심부 맨틀로 섭입되면서 이러한 밀도가 높은 수분이 포함된 실리카 위상의 탈수는 녹는점을 낮추고 새로운 고압 위상을 형성하며 하부 맨틀의 산소 보편성을 향상시킴으로써 지구의 물리화학적 특성을 변경할 수 있습니다.