Conductivités thermiques du réseau de MgSiO 3 Les phases de bridgmanite et de postpérovskite (PPv) dans les conditions les plus profondes du manteau terrestre ont été déterminées par des simulations informatiques de mécanique quantique. Des chercheurs de l'université d'Ehime ont découvert une augmentation substantielle de la conductivité associée au changement de phase. Cela indique que la limite de phase PPv est la limite non seulement de la minéralogie mais aussi de la conductivité thermique. L'effet de l'anisotropie sur la conductivité du PPv dans les propriétés de transport de chaleur au niveau du manteau le plus bas s'est également avéré mineur.

Le transport de chaleur dans les profondeurs de la Terre contrôle son évolution thermique. La détermination de la conductivité thermique du manteau inférieur est l'un des enjeux centraux pour une meilleure compréhension des phénomènes terrestres profonds, tels que le style de convection du manteau, l'évolution du champ magnétique, et la croissance du noyau interne. Cependant, il est mal compris car les conditions de pression et de température du manteau profond sont assez difficiles à reproduire dans des expériences de laboratoire. Dans la nouvelle étude, les chercheurs ont déterminé la conductivité thermique du MgSiO 3 postpérovskite, le minéral le plus abondant au bas du manteau, qui est transformé à partir de MgSiO 3 bridgmanite, dans les conditions du manteau le plus bas basées sur des calculs de mécanique quantique sans aucun paramètre empirique.

Les scientifiques ont trouvé un saut dans la conductivité thermique associé à la transition de phase, indiquant que la limite de phase postperovskite est la limite non seulement de la minéralogie mais aussi de la conductivité thermique (Figure 1). Le changement de phase produit une plus grande variation latérale du flux de chaleur à travers la frontière noyau-manteau (CMB). Aussi, ils ont examiné les effets de l'anisotropie sur la conductivité thermique du flux de chaleur du CMB et ont constaté qu'il était mineur avec l'orientation cristalline de la postpérovskite. Ceci peut expliquer le développement de l'anisotropie sismique observée à la base du manteau.