| 1 | 矿物高温高压下弹性的第一性原理计算研究进展显示文摘矿物在高温高压下的弹性特性是我们将地球内部波速信息转换为地球内部成分、温度时所不可缺的最基本数据,是我们理解地球内部水的分布、地球动力学特性等的基础.最近十多年来,弹性特性的研究取得了长足的进展.第一性原理计算方法无需引进任何经验参数,所得的结果跟实验可以比拟,可以提供认识地球内部所需的高温高压弹性系统可靠数据,在矿物高温高压下弹性研究中扮演了越来越重要的角色.这一方面得益于计算能力的提高,同时也由于计算方法的进步,如最近发展的新方法所需的计算量不到常规方法的十分之一,且保持计算精度,新方法缓解了常规方法惊人计算量对矿物弹性研究的制约,加速了我们对地球内部主要矿物弹性特性的获取,有力地深化了我们对地球内部成分动力学特性的认识.目前我们对下地幔的主要矿物的弹性特性已经有比较好的认识,包括温度、压强、铁含量对弹性的影响,以及铁的自旋转变下铁方镁石体模量的反常降低,利用这些数据限定下地幔铁方镁石最可能的含量为10~15%.其自旋转变效应足以在层析成像中产生清晰的信号,例如在~1700km处纵波的温度敏感性不到~2300km深处的几分之一,全球P波图像及夏威夷、冰岛等热点下面的地幔柱P波图像在相应深度的"中断"都可能与铁方镁石自旋转变有关.地球动力学模拟也发现铁的自旋转变对太平洋和非洲下面大低波速块体的两大结构特点(包括清晰的边界以及从核幔边界一直稳定到边界以上近千千米)的形成扮演关键的角色,从不同的角度表明下地幔铁发生了自旋转变.计算也研究了大部分上地幔和地幔过渡带的矿物弹性特性包括水含量对地幔过渡带矿物弹性的影响,以及俯冲带含水矿物及其他不含水的主要矿物的弹性特性,以帮助弄清俯冲带的含水及水的运移状况,水在地球内部的分布等.但目前水对矿物弹性影响的计算工作基本上还没考虑温度的影响,俯冲带的温度比周围地幔低,温度的效应是不容忽视的问题,应该是将来进一步研究的重要方向.铁及其合金在高温高压下的弹性也被计算大量的研究,这些研究为更好地确定地核轻元素的种类及其含量提供基础数据,但现有的弹性数据还远未能满足我们认识地球内部结构对弹性数据的需求,我们还有大量的工作需要展开. | 吴忠庆 王文忠 | 2016 | 中国科学:地球科学2016，46，5： | 4 |
| 2 | First-principles calculations of elasticity of minerals at high temperature and pressure显示文摘在高温度和压力(磅) 的矿物质的弹性为抑制地球内部的作文和温度是批评的并且更好理解深水周期和动态地球。没有介绍任何可调节的参数的第一原则的计算,其结果能比得上试验性的数据,在因为主要,在高磅调查矿物质的弹性起一个越来越重要的作用(1 ) 计算力量的快增加并且(2 ) 在方法进展。例如,新方法把计算负担归结为传统的方法的十分之一与可比较象传统的方法精确。因为在高磅的矿物质的弹性的第一原则的计算是极其费时间的,这是非常地有用的。到目前为止,大多数更低的披风矿物质的弹性详细被调查了。我们在更低的披风并且大批的不平常的弄软的主要矿物质的弹性上在温度,压力,和铁集中的效果上有好主意由在 ferropericlase 的铁的旋转转线路的模量。与这些有弹性的数据,更低的披风被抑制了有 10-15 wt% ferropericlase,它是足够的在地震断层摄影术产生旋转转线路的一些可见效果。例如,旋转转线路引起在 1700 km 仅仅是的 ~ 的深度的 P 波浪的温度敏感很少的那在 ~ 的深度 2300 km。全球 P 波浪结构并且在象在类似的深度的夏威夷和冰岛那样的热点下面的 P 波浪图象的混乱在有在 ferropericlase 的铁的旋转转线路效果的坚固性。旋转转线路,引起 ferropericlase 的异常热力学的性质,也被发现了为二个特征起一个控制作用大低砍速度省(LLSVP ) :锋利的边和高举起直到在核心披风边界上面的 1000 km。所有这些结果清楚地在更低的披风建议铁的旋转转线路。为在在披风转变地区和 subducting 平板的矿物质的弹性上的上面的披风和水效果的矿物质的弹性的理论调查也广泛地被进行了。这些研究为更好在地球披风理解上面的披风和水分发和运输的作文是批评的。这些中的大多数是静态的计算,它没包括震动(温度) 在弹性上完成,尽管因为高温度,弹性上的温度效果是基本的。在矿物质的弹性上包括温度效果应该是重要未来工作。开发的新方法对这些方向有用。有各种各样的轻元素的铁和铁合金的弹性也广泛地被计算了。然而,更多的工作是必要的以便为在地球核心抑制轻元素的类型和数量遇见需求。 | WU ZhongQing WANG WenZhong | 2016 | Science China Earth Sciences2016，59，6： | 3 |
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