现在对地球深部的结构信息首要来自于地震学研讨。很多的地震层析成像研讨现已比较好地提醒了地球内部三维的波速结构，将这些波速结构转化为成分和温度的改动是知道地球内部结构及其动力学特性的要害，但因为缺少有用的手法来辨认成分和温度对波速的影响，这方面的知道还十分有限。

　　我国科大地空学院固体地球物理专业吴忠庆教授最新的协作研讨，提醒了自旋改动下成分和温度的改动会发生相反的波速改动特征，为辨认地球内部的温度和成分改动供给了根底。该研讨成果宣布在《EarthPlanetaryScienceLetters》上。

　　铁的自旋改动是指矿藏中有磁矩的铁原子在地幔的高压下失掉磁矩的现象。吴忠庆教授对下地幔首要矿藏之一铁方镁石的自旋改动进行多年的研讨，获得了地幔温压条件下铁方镁石的弹性特性[Phys.Rev.Lett.110,2013]，发现自旋改动会显著地下降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失常升高，跟剪切模量的温度效应彼此抵消后引起纵波波速对温度不灵敏，从而在层析成像中发生可观测的效应［PNAS111,2014;JGeophysRes121,2015]。在刚宣布的EPSL文章中，吴忠庆教授进一步指出，跟纵波波速对气温改动不灵敏刚好相反，纵波波速对铁方镁石及其铁的含量十分灵敏，彻底改动咱们对成分改动所引起的波速改动特征的知道。并且地震学观测到的下地幔中部体模量和剪切模量改动负相关的现象无法用成分改动解说，而是反映了自旋改动效应，跟咱们一般的知道刚好相反。归纳地震学的其他成果，该研讨给出有力的依据支持下地幔有显着的温度和成分的横向改动。

　　（a)气温改动和（b)成分改动引起的波速结构是彻底不一样的。因为纵波在～1700公里处对气温改动不灵敏但对成分改动十分灵敏，温度改动的波速结构呈现中止，成分改动的波速反而增强。

　　该研讨依据成果得出，结合层析成像纵波和横波联合反演的成果，有望定量分析下地幔中部的成分和气温改动。