Сейсмическая анизотропия в глубокой мантии может частично объясняться деформацией гидросиликата фазы D

Сдвиговые сейсмические волны расщепляются на быстрые и медленные при прохождении через упруго-анизотропные среды, что регистрируется станциями. В глубоких недрах Земли это обычно интерпретируется как эффект кристаллографической предпочтительной ориентации (CPO) составляющих минералов.

В верхней части нижней мантии сейсмическая анизотропия повсеместно наблюдается вблизи погружающихся плит, где волны с горизонтальной поляризацией распространяются быстрее вертикальных (VSH > VSV). Эластично-анизотропный гидросиликат фаза D стабилен вокруг холодных плит на глубинах средней мантии и потенциально может быть источником этой анизотропии. Чтобы проверить это, японские исследователи провели контролируемые эксперименты по деформации агрегатов фазы D в условиях переходной зоны нижней мантии.

Эксперименты по одноосному сжатию и простому сдвигу проводились на агрегатах Mg-концевой фазы D и Al-содержащей фазы D при 20 ГПа и 500–1000°C. В обоих типах образцов наблюдалась сильная текстура (0001).

Результаты показывают, что фаза D имеет тенденцию к преимущественному скольжению по кристаллографическим плоскостям (0001), формируя значительную CPO в условиях высокого давления и температуры. Наблюдаемая в нескольких холодных зонах субдукции сейсмическая анизотропия средней мантии может быть объяснена деформацией фазы D.