Thermodynamics of the MgO-FeO-SiO2 system up to 140GPa : application to the crystallization of Earth's magma ocean - PAR00013858 - Horizon

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Boukare C. E., Ricard Y., Fiquet Guillaume. (2015). Thermodynamics of the MgO-FeO-SiO2 system up to 140GPa : application to the crystallization of Earth's magma ocean. Journal of Geophysical Research. Solid Earth, 120 (9), 6085-6101. ISSN 2169-9313

Lien direct chez l'éditeur doi:10.1002/2015jb011929

Titre
Thermodynamics of the MgO-FeO-SiO2 system up to 140GPa : application to the crystallization of Earth's magma ocean
Année de publication2015
Type de documentArticle référencé dans le Web of Science WOS:000363420000008
AuteursBoukare C. E., Ricard Y., Fiquet Guillaume.
SourceJournal of Geophysical Research. Solid Earth, 2015, 120 (9), p. 6085-6101. ISSN 2169-9313
RésuméAt the end of Earth's accretion and after the core-mantle segregation, the existence of a basal magma ocean at the top of the core-mantle boundary (CMB) depends on the physical properties of mantle materials at relevant pressure and temperature. Present-day deep mantle structures such as ultralow-velocity zones and low-shear velocity provinces might be directly linked to the still ongoing crystallization of a primordial magma ocean. We provide the first steps toward a self-consistent thermodynamic model of magma ocean crystallization at high pressure. We build a solid-liquid thermodynamic database for silicates in the MgO-FeO-SiO2 system from 20GPa to 140GPa. We use already published chemical potentials for solids, liquid MgO, and SiO2. We derive standard state chemical potential for liquid FeO and mixing relations from various indirect observations. Using this database, we compute the ternary phase diagram in the MgO-FeO-SiO2 system as a function of temperature and pressure. We confirm that the melt is lighter than the solid of same composition for all mantle conditions but at thermodynamic equilibrium, the iron-rich liquid is denser than the solid in the deep mantle. We compute a whole fractional crystallization sequence of the mantle and show that an iron-rich and fusible layer should be left above the CMB at the end of the crystallization.
Plan de classementGéophysique interne [066] ; Géologie et formations superficielles [064]
LocalisationFonds IRD
Identifiant IRDPAR00013858
Lien permanenthttp://www.documentation.ird.fr/hor/PAR00013858

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