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Overturn of ilmenite-bearing cumulates in a rheologically weak lunar mantle

Yu, Shuoran und Tosi, Nicola und Schwinger, Sabrina und Maurice, Maxime und Breuer, Doris und Xiao, Long (2019) Overturn of ilmenite-bearing cumulates in a rheologically weak lunar mantle. Journal of Geophysical Research: Planets, 124 (2), Seiten 418-436. Wiley. doi: 10.1029/2018JE005739. ISSN 2169-9097.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
3MB

Offizielle URL: https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1029/2018JE005739

Kurzfassung

The accretion of the debris resulting from the giant collision that formed the Earth‐Moon system caused the formation of a deep lunar magma ocean. The initial composition profile of the Moon results from the solidification of this magma ocean. One of the late solidification products is a thin layer containing ilmenite, which is highly enriched in titanium and forms over a depth of about 40–80 km. This layer is much denser than the underlying mantle, it tends thus to overturn and sink toward the core. The overturn hypothesis explains several features of the evolution of the Moon. However, the strong temperature dependence of the viscosity makes the part of the mantle where this titanium‐rich layer solidifies very stiff and its overturn very difficult. In this work, we used numerical simulations to infer which deformation properties the mantle needs to have for the overturn to be possible. We found that the overturn requires a significantly weaker and less temperature dependent viscosity than usually thought. The required low viscosity and its weak temperature dependence can be explained by the presence of water and residual melt in the Moon and/or by the effects of nonlinear deformation dependent both on temperature and stress.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/127853/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Overturn of ilmenite-bearing cumulates in a rheologically weak lunar mantle
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Yu, ShuoranState Key Laboratory of Lunar and Planetary Sciences, Macau University of Science and Technology, Macau SAR, ChinaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Tosi, Nicolanicola.tosi (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-4912-2848NICHT SPEZIFIZIERT
Schwinger, SabrinaSabrina.Schwinger (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Maurice, MaximeMaxime.Maurice (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Breuer, DorisDoris.Breuer (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-9019-5304NICHT SPEZIFIZIERT
Xiao, LongState Key Laboratory of Lunar and Planetary Sciences, Macau University of Science and Technology, Macau SAR, China; Planetary Science Institute, China University of Geosciences, Wuhan, ChinaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2019
Erschienen in:Journal of Geophysical Research: Planets
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:124
DOI:10.1029/2018JE005739
Seitenbereich:Seiten 418-436
Verlag:Wiley
ISSN:2169-9097
Status:veröffentlicht
Stichwörter:moon, magma ocean, mantle overturn
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HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Erforschung des Weltraums
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R EW - Erforschung des Weltraums
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Exploration des Sonnensystems
Standort: Berlin-Adlershof
Institute & Einrichtungen:Institut für Planetenforschung > Planetenphysik
Hinterlegt von: Tosi, Dr. Nicola
Hinterlegt am:14 Jun 2019 08:17
Letzte Änderung:28 Feb 2023 14:56

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