D"区地震波各向异性的成因及地球动力学解释

在全球不同区域的核幔边界D"区都观测到了地震波各向异性，但具体表现却有很大的不同，对于其成因也有多种不同的解释，尤其是其与地幔中物质状态及运动模式之间的关系仍不清楚。一般认为各向异性是由物质的晶格优势取向、固体物质中熔融物的特殊形状等引起的，但由于目前无法进行直接观测或逼真的实验，这些理论都缺乏足够的证据。利用量子化学中的数值计算方法可以对特定压力条件下一定矿物组合的晶格结构进行研究，但同时解决温度和三轴压力的影响尚有不少困难。我们计划通过本项目，探索在量子化学计算中同时引入温度和三轴应力影响的方法，对D"区温度条件下不同晶格构型对应的能量或焓与应力状态之间的关系进行数值模拟，研究特定矿物的空间构型及力学特性，希望最终能得到晶格的空间结构及相应的各向异性与温压状态之间的关系，为通过地球动力学模型解释核幔边界D"区地震波各向异性的成因提供理论依据。

在全球各地核幔边界D"区都观测到了地震波各向异性，但具体表现形态却有很大的不同，对于其成因也有多种不同的解释，尤其是其与地幔中物质状态及运动模式之间的关系仍不清楚。一般认为地震波各向异性是由物质的晶格优势取向、固体物质中熔融物的特殊形状等引起的，但由于目前无法进行直接观测或逼真的实验，这些理论都缺乏足够的证据。利用量子化学中的数值计算方法可以对特定压力条件下一定矿物组合的晶格结构进行研究，但同时解决温度和三轴压力的影响尚有不少困难。通过本项目，我们探索了在量子化学计算中同时引入温度和三轴应力影响的方法，对D"区温度条件下不同晶格构型对应的能量或焓与应力状态之间的关系进行了数值模拟，研究了特定矿物的空间构型及力学特性，初步得到晶格的空间结构及相应的各向异性与温压状态之间的关系，可以为通过地球动力学模型解释核幔边界D"区地震波各向异性的成因提供一定的理论依据。