Fe-FeH共晶熔化曲线及地球内核温度与成分的估计
材料科学
2024-05-17 v1 地球物理
摘要
Fe和FeH在约40 GPa以上形成二元共晶体系。我们在激光加热金刚石压砧中进行了熔化实验，获得了52-175 GPa之间的Fe-FeH共晶熔化曲线。外推显示在内核边界（ICB）处共晶温度为4700 K，低于Fe-FeSi体系但高于Fe-S、Fe-O和Fe-C体系。此外，其dT/dP斜率与Fe和FeH端元熔化曲线相当，表明共晶液体成分随压力变化很小，在ICB压力下约为FeH0.6。我们还基于二元共晶温度和成分的组合，估计了每种轻元素在330 GPa下对液相线温度的降低效应，发现C和S效应大，H和O中等，Si小（考虑每种元素减少一定百分比液态铁密度的量）。此外，我们寻找了一组可能的外核液体成分和ICB温度（前者在330 GPa的液相线温度应与后者匹配），这解释了依赖于核心温度的外核密度亏损。结果表明，当核心贫Si时，相对较低的核心温度（低于核幔边界处辉石质下地幔的固相线温度）是可能的。
引用
@article{arxiv.2405.09890,
title = {Fe-FeH Eutectic Melting Curve and the Estimates of Earth's Core Temperature and Composition},
author = {Shuhei Mita and Shoh Tagawa and Kei Hirose and Nagi Ikuta},
journal= {arXiv preprint arXiv:2405.09890},
year = {2024}
}