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火星地幔随时间的水存储能力

地球物理 2022-06-03 v1 地球与行星天体物理

摘要

水自火星形成以来便储存于其地幔中,主要存在于名义无水矿物内。火星表面短暂的早期水圈与间歇性流动的水,可能由地幔通过岩浆脱气供水并补充。估算固态火星地幔的水存储能力,对其水总量给出重要约束,并有助于阐明火星上水的来源、汇以及时间变化。本研究应用自助聚合方法,基于文献汇编的高压实验数据,探究铁对橄榄石、瓦兹利石和林伍德石中水存储能力的影响,并定量估算富 FeO 固态火星地幔体水存储能力的上限。沿不同地幔势温(TpT_{p})下的一系列地温线,我们估算出现今火星地幔在 TpT_{p} = 1600 K 时水存储能力为 9.02.2+2.89.0_{-2.2} ^{+2.8} km 全球等效层(GEL),初始火星地幔在 TpT_{p} = 1900 K 时为 4.91.5+1.74.9_{-1.5}^{+1.7} km GEL。火星地幔的水存储能力随随时间演化冷却而增加,但由于火星缺乏高效的水循环机制,其实际地幔水含量可能远低于当今的水存储能力。

关键词

引用

@article{arxiv.2205.15450,
  title  = {Water storage capacity of the Martian mantle through time},
  author = {Junjie Dong and Rebecca A. Fischer and Lars P. Stixrude and Carolina R. Lithgow-Bertelloni and Zachary T. Eriksen and Matthew C. Brennan},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2205.15450},
  year   = {2022}
}

备注

52 pages including supplementary materials, 14 figures, 13 tables; manuscript accepted for publication in Icarus