مینٹل دے تھلے دانے کنے وڈے نیں؟

افریقہ تے بحرالکاہل دے بہت تھلے، مینٹل دی تہہ تے، زلزلی لہراں دو وڈے علاقیاں وچ ہولی ہو جاندیاں نیں جیہناں نوں وڈے گھٹ کترن رفتار والے صوبے (LLSVPs) آکھدے نیں۔ اوہ مرکزے نال حد توں 1,000 کلومیٹر توں ودھ اُچے نیں تے اوہدے رقبے دا لگ بھگ چوتھائی حصہ ڈھکدے نیں۔ کیہ اوہ ودھ گرم نیں، کیمیائی طور تے وکھرے نیں، یا دوویں، ایہدے تے اجے بحث اے۔ زلزلی کمزوری (attenuation) دے مطالعے اشارہ دیندے نیں کہ اوہ موٹے دانیاں دے بنے نیں، جیہناں دے دوالے باریک دانیاں والا مینٹل اے۔

اک امیدوار جزو ڈیوماؤائٹ (davemaoite) اے، پیرووسکائٹ بناوٹ وچ کیلشیم سلیکیٹ، تھلے والے مینٹل دا تیجا سب توں عام معدنی: پائرولائٹ، یعنی مینٹل پتھر دے معیاری ماڈل، دا لگ بھگ 10%، تے تھلے دھسے (subducted) بیسالٹ دا 25% تک۔

تیہہ فیصد دی بجھارت

ڈیوماؤائٹ نوں پڑھنا اوکھا اے۔ ایہنوں سلامت سطح تک نہیں لیایا جا سکدا — ٹھنڈا ہون تے ایہدی بناوٹ بدل جاندی اے تے دباؤ گھٹن تے ایہہ شیشے ورگا ہو جاندا اے — ایس لئی ایہدی لچک اُچے دباؤ تے درجہ حرارت تے ناپنی پیندی اے۔ تے اوتھے، دہاکیاں توں، نظریہ تے تجربہ آپس وچ نہیں ملدے: کوانٹم حساب ناپے گئے توں لگ بھگ 30% ودھ کترن ماڈیولس دسدے نیں۔ مینٹل دے بہتے معدنیاں لئی، دوویں چنگی طرح ملدے نیں۔

ووہان دی چائنا یونیورسٹی آف جیو سائنسز، جرمنی دی بائرویتھ یونیورسٹی تے مشی گن یونیورسٹی دے پےیو ژانگ (Peiyu Zhang)، لیانگ یوآن (Liang Yuan) تے اوہناں دے ساتھیاں نوں نمونیاں اُتے شک ہویا۔ ہر لیب ناپ نے شیشے توں بنے کئی بلوری (polycrystals) نمونے ورتے سن، جیہناں دے دانے صرف دسیاں نینو میٹر چوڑے سن — یعنی دانیاں دیاں ڈھیر ساریاں حداں۔ اوہناں حداں تے پتلیاں بے ترتیب تہواں، یا بچیا ہویا شیشہ، ایکس رے ڈفریکشن وچ مشکل نال دسن گے پر مادے نوں نرم کر سکدے نیں۔

لکھاں ایٹم

ایہنوں پرکھن لئی، ٹیم نے 0–100 گیگا پاسکل تے 0–6,000 کیلون اُتے مشتمل کوانٹم حساباں اُتے ایٹماں وچکار زوراں دا اک مشین لرننگ ماڈل سکھایا، جیہڑا وڈے نظاماں نوں سمولیٹ کرن لئی کافی ٹھیک سی۔ اوہناں نے پہلاں بنیادی گلاں پرکھیاں: تھلے والے مینٹل وچ، ڈیوماؤائٹ اوسطاً مکعبی اے۔ 20,480 ایٹماں والا اک مکمل اکلا بلور وی تجربے دے مقابلے کترن لہراں لئی 10% توں ودھ تیز نکلیا — ایس لئی نہ سمولیشن دے ناپ تے نہ کسے نیڑلی فیز تبدیلی نے وتھ دی وضاحت کیتی۔

فیر اوہناں نے لگ بھگ 30 نینو میٹر چوڑے ڈبے بنائے جیہناں وچ 15، 120 یا 480 بے ترتیب رخ والے دانے سن، 34 لکھ ایٹماں تک، 50 گیگا پاسکل تے 2,142 کیلون تے۔ دانے جنے باریک، بے ترتیب حصہ اونا وڈا: حجم موجب 1.8، 3.5 تے 5.8%۔

تھوڑی بے ترتیبی، وڈی نرمی

اک مکمل بلور تے 480 دانیاں والے نمونے وچکار:

• کترن ماڈیولس 37% ڈگیا (213 توں 136 گیگا پاسکل)؛
• بلک ماڈیولس صرف 12% ڈگیا؛
• کترن لہر دی رفتار 19.3% تے دباؤ لہر دی رفتار 10.6% گھٹی۔

ایس لئی دانیاں دیاں حداں تے کجھ فیصد بے ترتیبی نظریے نوں تجربے نال ملان لئی کافی اے۔ سمولیٹ کیتے ایکس رے نقش ایس حد وچ مشکل نال بدلدے نیں، ایسے لئی تجربہ کار ایہنوں ویکھ نہ سکے۔ کئی بلوری نمونہ فزکس دی اجازت والی سب توں نرم ترتیب وانگ ورتدا اے: ایہدی سختی نرم حداں دا اک جڑیا جال متھدا اے۔

دانے دے ناپ لئی تھلی حد

مینٹل پتھر دے ماڈلاں وچ پان تے، نرم ڈیوماؤائٹ بیسالٹ نال بھرپور مادے وچ LLSVP ورگی نشانی بناندا اے: کترن لہراں پائرولائٹ توں 6.2% ہولی، دباؤ لہراں صرف 1.9% ہولی۔ لکھاری زور دیندے نیں کہ ایہہ اک میکانزم وکھاندا اے، ایہہ نہیں کہ اجیہے باریک دانے اوتھے تھلے موجود نیں۔

الٹا کیتا جاوے تے ایہہ تعلق اک پابندی دیندا اے۔ بے ترتیب حصہ موٹے طور تے حد دی چوڑائی (لگ بھگ 1 نینو میٹر) تقسیم دانے دے ناپ نال چلدا اے۔ LLSVPs وچ ویکھیاں دباؤ لہر دیاں ہلکیاں بے قاعدگیاں قائم رکھن لئی، ایہہ حصہ لگ بھگ 1% توں تھلے رہنا چاہیدا اے، ایس لئی دانے گھٹو گھٹ لگ بھگ 100 نینو میٹر چوڑے ہونے چاہیدے نیں۔ ایہہ تھلی حد ابلدے (convecting) مینٹل وچ دانیاں دے ودھن دے ماڈلاں تے موٹے دانیاں والے LLSVPs دے زلزلی ثبوت نال میل کھاندی اے۔

سمولیشناں خالص کیلشیم سلیکیٹ ورتدیاں نیں، جدوں کہ قدرتی ڈیوماؤائٹ وچ سوڈیم، پوٹاشیم، لوہا، المونیم تے ٹائٹینیم ہوندے نیں، تے سمولیشناں دے دانے اصل مینٹل دانیاں توں کتے نکے نیں۔ ٹیم تن لیب راہ تجویز کردی اے — کل ایکس رے کھلار، رامن امیجنگ تے حداں دی نینو پیمانے تے کیمیائی نقشہ بندی — تاں جے آخرکار ناپیا جا سکے کہ اوہناں نمونیاں وچ کنی بے ترتیبی لکی اے جیہڑے ہن تک عدد متھدے آئے نیں۔