Effect of Thermal State on the Mantle Composition and Core Sizes of the Moon


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Based on the joint inversion of seismic and gravity data in combination with phase equilibrium calculations within the Na2O–TiO2–CaO–FeO–MgO–Al2O3–SiO2 system using the method of Gibbs free energy minimization, we estimated the influence of the thermal state on the model chemical composition of the lunar mantle and the size of the Fe–S lunar core. Models based on the Apollo seismic data and mass and moment of inertia estimates from the data of the GRAIL mission were used as boundary conditions. The solution of the inverse problem provided constraints on the chemical composition (major oxide abundances) and mineralogy of the three-layer mantle. It was shown that, independent of temperature distribution, the FeO contents (~11–14 wt %) and MG# values (80–83) of the upper, middle, and lower mantle of the Moon are approximately equal and strongly different from those of the bulk silicate Earth (BSE): FeO ~ 8% and MG# ~ 89. In contrast, the estimates of Al2O3 content in the mantle are sensitive to temperature distribution. The analysis of thermal state models with temperature differences of 100–200°C at different depths showed that the Al2O3 content increases from 1–5 wt % in the upper and middle mantle to 4–7 wt % in the lower mantle containing up to 20 wt % garnet. The lunar abundance of Al2O3 is ~(1.0–1.2) × BSE for “cold” models and may be as high as (1.3–1.7) × BSE for “hot” models. The abundance of SiO2 is less sensitive to temperature distribution and is 50–55 wt % in the upper mantle and 45–50 wt % in the lower mantle. Orthopyroxene rather than olivine is the dominant mineral of the upper mantle. Based on the modeling of Fe–S melt density at high P and T, the size of the lunar core was estimated. The radius of the Fe–S core having a mean density of 7.1 g/cm3 and a sulfur content of 3.5–6.0 wt % lies within the range 50–350 km with the most probable value of approximately 300 km and depends weakly on the thermal regime of the Moon. The results of modeling imply that the lunar mantle is chemically stratified and the compositions of the Earth and its satellite are significantly different.

Об авторах

O. Kuskov

Vernadsky Institute of Geochemistry and Analytical Chemistry, Russian Academy of Sciences

Автор, ответственный за переписку.
Email: ol_kuskov@mail.ru
Россия, Moscow, 119991

E. Kronrod

Vernadsky Institute of Geochemistry and Analytical Chemistry, Russian Academy of Sciences

Email: ol_kuskov@mail.ru
Россия, Moscow, 119991

V. Kronrod

Vernadsky Institute of Geochemistry and Analytical Chemistry, Russian Academy of Sciences

Email: ol_kuskov@mail.ru
Россия, Moscow, 119991

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Pleiades Publishing, Ltd., 2019

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».