本报讯 中国科大地空学院固体地球物理专业吴忠庆教授最新的合作研究，揭示了自旋转变下成分和温度的变化会产生相反的波速变化特征，为识别地球内部的温度和成分变化提供了基础。该研究成果发表在《Earth  Planetary  Science  Letters》上。

铁的自旋转变是指矿物中有磁矩的铁原子在地幔的高压下失去磁矩的现象。吴忠庆教授对下地幔主要矿物之一铁方镁石的自旋转变进行多年的研究，获得了地幔温压条件下铁方镁石的弹性特性，发现自旋转变会显著地降低铁方镁石的弹性模量，导致下地幔的体模量在～1700公里深处随温度增大而反常升高，跟剪切模量的温度效应相互抵消后引起纵波波速对温度不敏感，从而在层析成像中产生可观测的效应。在刚发表的EPSL文章中，吴忠庆教授进一步指出，跟纵波波速对温度变化不敏感刚好相反，纵波波速对铁方镁石及其铁的含量非常敏感，完全改变我们对成分变化所引起的波速变化特征的认识。而且地震学观测到的下地幔中部体模量和剪切模量变化负相关的现象无法用成分变化解释，而是反映了自旋转变效应，跟我们通常的认识刚好相反。综合地震学的其他结果，该研究给出有力的证据支持下地幔有明显的温度和成分的横向变化。

该研究结果表明，结合层析成像纵波和横波联合反演的结果，有望定量分析下地幔中部的成分和温度变化。

                        （地空学院）