Periclase deforms more slowly than bridgmanite under mantle conditions

지구 내부로부터의 열 수송은 맨틀에서 대류를 일으키는데 이는 수십억 년에 걸쳐 고체 암석의 변형을 포함한다. 지구의 하부 맨틀은 대부분 철이 함유된 bridgmanite MgSiO3와 약 25% 부피의 periclase MgO로 구성되어 있다. ferropericlase가 bridgmanite보다 약하다는 것은 일반적으로 받아들여진다. 최근 몇 년 동안 관련 압력 및 온도 조건에서 하부 맨틀을 대표하는 조립물을 연구하는 데 상당한 진전이 있었다. 그러나 natural strain 비율은 실험실보다 8~10배 낮으며, 여전히 우리가 접근할 수 없다. 암석과 그 구성 광물의 변형 메커니즘이 확인되면 다중 스케일 수치 모델링을 통해 이러한 한계를 극복하고 접근 불가능한 strain 비율에 대한 유동학적 특성을 결정할 수 있다. 이 연구에서 우리는 낮은 맨틀 압력과 온도에서 MgO periclase의 낮은 stress creep를 모델링하기 위해 2.5차원 전위 역학을 사용한다. 우리는 특히 pure climb creep에 의해 bridgmanite가 변형되는 것보다 이러한 조건에서 periclase가 매우 느리게 변형된다는 것을 보여준다. 이것은 압력 하에서 periclase의 산소 확산이 느리기 때문이다. 집합체에서 이 2단계는 변형에 거의 관여하지 않으므로 하부 맨틀의 유동성은 bridgmanite의 유동성에 의해 매우 잘 설명된다. 우리의 결과는 변형 메커니즘의 급격한 변화가 strain 비율의 함수로 발생할 수 있음을 보여준다.