黄清华教授课题组与美国合作者在中上地幔电导率探测上取得新进展

2023-05-22

        岩石电导率是指示地球内部流体含量和热状态的重要参数,准确的中上地幔电导率能够有效约束地幔矿物中的水含量,为深部动力学过程提供更多物性信息。中上地幔电导率的探测依赖于天然源长周期电磁信号,但由电磁信号推测地幔含水量涉及多种不确定性,例如,反演模型的非唯一性、矿物电导率实验的实验误差以及地幔温度的不确定性。黄清华教授课题组与美国学者合作,综合考虑了上述因素,以全球地磁台网长期观测为基础,利用源于电离层的地磁日变信号和源于磁层环电流的长周期信号的联合反演构建了中上地幔全球平均电导率模型,并以该电导率模型为约束讨论了地幔过渡带含水量的上下限。结果表明,该联合反演方法可以显著提高电导率模型在200-600 km深度上的垂向分辨率,在各项不确定性的影响下,全球平均中上地幔电导率剖面可以由不含水的地幔岩模型解释,其中,地幔过渡带平均含水量的上限为0.3 wt.%。

          该研究受到国家自然科学基金项目资助相关成果近期发表于Geophysical Research Letters

Zhang, H., Egbert, G. D., & Huang, Q. (2023). Constraints on MTZ water content from joint inversion of diurnal variations and magnetospheric signals. Geophysical Research Letters, 50, e2023GL102765. https://doi.org/10.1029/2023GL102765

 

图 1.地磁台网观测到的电离层与磁层信号

 

图2. 全球平均地幔电导率-深度剖面与过渡带上下两层的含水量