Strefa ultra niskiej prędkości
Strefy ultra niskiej prędkości (ULVZ) to obszary na granicy rdzeń-płaszcz , które charakteryzują się wyjątkowo niskimi prędkościami sejsmicznymi . Strefy są mapowane tak, aby miały setki kilometrów średnicy i dziesiątki kilometrów grubości. Ich fali ścinającej mogą być nawet o 30% niższe niż w otaczającym materiale. Skład i pochodzenie stref pozostają niepewne. Strefy wydają się korelować z krawędziami prowincji Afryki i Pacyfiku o niskiej prędkości ścinania (LLSVP), a także z lokalizacją hotspotów .
Odkrycie i ograniczenia
ULVZ są wykrywane przez opóźnienie i rozproszenie fal ciała , które odbijają się i uginają na granicy rdzeń-płaszcz lub są przez nią załamywane . Różne typy fal ciała nakładają różne ograniczenia na wymiary lub kontrasty prędkości ULVZ. Mimo że miejscami odkryto ULVZ, nadal trudno jest określić ich zasięg i ograniczyć ich gęstość i prędkość. Zwykle istnieją kompromisy między różnymi parametrami. Ogólnie rzecz biorąc, ULVZ wydają się mieć od stu do tysiąca kilometrów średnicy i dziesiątki kilometrów grubości (chociaż istniejące cieńsze lub mniejsze ULVZ mogą spaść poniżej rozdzielczości sejsmologicznej). Ich redukcja prędkości fali ścinającej jest rzędu od -10 do -30%, a redukcja prędkości fali ściskającej jest zwykle słabsza.
Skład i pochodzenie
Przypuszcza się, że ULVZ są wzbogacone w żelazo , częściowo stopione lub stanowią kombinację obu, lub są wynikiem obecności węgla. Zaproponowano różne scenariusze wzbogacenia w żelazo: żelazo może wyciekać z rdzenia, nagromadzić się w czasie wcześniejszej subdukcji lub być pozostałością podstawowego oceanu magmy . Zarówno perowskit krzemianowy , jak i peryklaz (o których uważa się, że występują w najniższym płaszczu) wykazują zmniejszone prędkości wraz ze wzrostem żelaza przy tych ciśnieniach i temperaturach.
Eksperymenty z żelazem i wodą w obecnych warunkach tworzą nadtlenek żelaza FeO 2 H x , który przyczyni się do ULVZ.
Dystrybucja i dynamika
ULVZ mają większą gęstość niż ich otoczenie, aby pozostać stabilnym na granicy rdzeń-płaszcz. W ogólnym ustawieniu konwekcji płaszcza kontrast gęstości, jak również ilość dostępnego materiału kontrolowałyby morfologię / kształt ULVZ. Jak dotąd znaleziono zakres rozmiarów ULVZ. Położenie i kształt ULVZ można również kontrolować przez obecność stosów termochemicznych (lub LLSVP ). Gęstszy materiał ULVZ gromadzi się na krawędziach tych stosów.
Hawajski ULVZ
Hawajski ULVZ wydaje się być największym ULVZ zmapowanym do tej pory. Znajduje się na granicy rdzeń-płaszcz nieco na zachód od hawajskiego hotspotu na północnej granicy dużej prowincji o niskiej prędkości ścinania na Pacyfiku . Według mapy ma około 1000 km szerokości i 20 km wysokości. Jego duży współczynnik proporcji dynamicznie sugeruje, że jest bardzo gęsty. Zmniejszenie prędkości fali ścinającej wynosi około 20% w porównaniu z otaczającym materiałem. Pozostaje spekulacją, czy istnieje korelacja między tym dużym ULVZ a obecnością najsilniejszego strumienia gorących punktów na powierzchni; potencjalnie ULVZ może być kotwicą do pióropusza z całego płaszcza.
Samoański ULVZ
Samoa to kolejna strefa mega-ultra-niskiej prędkości, która leży bezpośrednio pod hotspotem Samoa . Ta strefa ma około 800 na 250 km (mniej więcej wielkości Florydy) i ma 10–15 km wysokości. Jego materiał wydaje się 45% wolniejszy w prędkości fali ścinającej, 15% wolniejszy w prędkości fali ściskającej i 10% gęstszy. Ponadto ULVZ wydaje się leżeć w szczelinie Pacific LLSVP (nieprzedstawionej na ilustracji), co prowadzi do hipotezy, że ten powolny materiał jest wypychany do środka przez otaczające duże stosy.