Geochemical Constraints on the Cold and Hot Models of the Moon’s Interior: 2—Three-Layer Mantle


Цитировать

Полный текст

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

Аннотация

Internally consistent models of the thermal state, chemical composition and mineralogy of the three-layer mantle of the Moon are constructed based on the joint inversion of gravity, seismic and petrological-geochemical data within the Na2O-TiO2-CaO-FeO-MgO-Al2O3-SiO2 system. Geochemical constraints on the chemical composition and physical properties in three zones of the mantle are obtained in terms of the cold and hot models. Velocities of P-waves in the lower mantle (∼8 km/s) are higher than in the upper mantle (∼7.7 km/s). The behavior of velocities of S-waves is conservative, they are observed in the interval 4.40–4.45 km/s in all zones of the mantle. It was found that, independently of the temperature distribution, the most probable concentrations of FeO, ∼11–14 wt % and MgO, 28–31 wt % and the values of the magnesian number MG# 80–83 are approximately the same in the upper and the lower mantles of the Moon, but drastically differ from those in the bulk composition of the silicate Earth (Bulk Silicate Earth, BSE, FeO 8%, MG# 89). On the contrary, the estimates of Al2O3 concentration in the three-layer mantle noticeably depend on the thermal state. The results of solution of the inverse problem indicate the trend towards the gradual increase in the Al2O3 content with depth, from the upper to the lower mantle to 4–7% with the higher content of garnet. For the cold models of the lower mantle of the Moon, the bulk content of Al2O3 is ∼1 × BSE, and for the hot models it can be in the interval of 1.3 × BSE-1.7 × BSE. The abundance of SiO2 depends, to a lesser degree, on the thermal state and is 50–55% in the upper and 45–50% in the lower mantle. The high pyroxene content of the upper mantle of the Moon is the geochemical consequence of the geophysical models used with the inversion into composition and temperature relations; orthopyroxene, instead of olivine, is the dominant mineral of the upper mantle. Concentrations of SiO2 in the lower (undifferentiated) mantle showing the bulk composition of the silicate Moon (Bulk Silicate Moon, BSM), are consistent with the geochemical estimates of 45–48% of SiO2 for the BSM and close to those for the Earth’s mantle (45–47%). The composition of the mantle middle zone remains discussible, since it might be partially overlapped with compositions of the over- and underlying envelopes. The results of the model suggest that the mantle of the Moon is stratified in chemical composition. For the considered thermal state models, the mantle of the Moon is enriched in FeO and depleted in MgO in relation to the primitive Earth mantle, which indicates considerable differences between compositions of the Earth and its satellite.

Об авторах

O. Kuskov

Vernadsky Institute of Geochemistry and Analytical Chemistry

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

E. Kronrod

Vernadsky Institute of Geochemistry and Analytical Chemistry

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

V. Kronrod

Vernadsky Institute of Geochemistry and Analytical Chemistry

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

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Pleiades Publishing, Inc., 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».