الغلاف الصخري المحيطي المندس ينقل إلى الوشاح السفلي كمية كبيرة من البازلت من أعراف منتصف المحيط (MORB). أجزاء من هذه القشرة قد تنفصل وتتراكم عند الحد الفاصل بين الوشاح العلوي والسفلي، مكونة طبقات مختلفة كيميائياً، تُربط بالشذوذات الزلزالية: سرعات قص منخفضة وموصلية كهربائية مرتفعة. يشكل الدافيمويت حوالي 23% من حيث الحجم من القشرة المحيطية المندسة، وهو أحد أبطأ الأطوار الزلزالية في الوشاح السفلي. لذلك، فإن انتقاله الطوري من البنية الرباعية إلى المكعبة، المصحوب بتشوه تلقائي وتليين في المعاملات المرنة، قد يؤثر بشكل كبير على السرعات الزلزالية. ومع ذلك، كانت البيانات التجريبية حول درجة حرارة هذا الانتقال متناقضة: القياسات المبكرة بالتسخين الخارجي أعطت حوالي 600 كلفن، بينما توقعت الحسابات النظرية 1200-2000 كلفن. العمل منعزل عن جيرانه في الأرشيف الذين يدرسون في الغالب المواد المغناطيسية والموصلية الفائقة، لكنه قريب موضوعياً من أبحاث الجرافين والسلوك الجماعي، لأنه يتعلق أيضاً بالتشوهات البنيوية والانتقالات الطورية في الوسائط المكثفة.
استخدم المؤلفون خلية سندان الماس مع التسخين بالليزر (LHDAC) مقترنة بحيود الأشعة السينية السنكروتروني في مصدر SPring-8 (الخط BL10XU). تم وضع عينات من CaSiO3 النقي وزجاج بتركيبة CaSi0.75Ti0.25O3 بين رقائق ذهبية (كعلامة ضغط) وأغشية من الماس المملوء بالبورون (كممتص لليزر)، محاطة بـ KCl كوسيط ناقل للضغط. تم التسخين بليزر ليفي من الجانبين، وقيست درجة الحرارة بالبيرومترية الطيفية الإشعاعية بدقة حوالي 10%. تم تحديد الضغط من معامل الشبكة البلورية للذهب. تم تحليل أنماط الحيود بملاءمة القمم مع نماذج مكعبة (Pm-3m) ورباعية (P4/mmm). تم تسجيل الانتقال من خلال تغير حاد في عرض القمة (200) عند نصف الارتفاع وقفزة في نسبة c/a. بالإضافة إلى ذلك، تم إجراء مطيافية فورييه بالأشعة تحت الحمراء السنكروترونية (FTIR) في خلية مع تسخين خارجي حتى 1000 كلفن لتأكيد الانتقال من خلال تغير الأطياف الاهتزازية.
بالنسبة لـ CaSiO3 النقي، لوحظ الانتقال من الطور الرباعي إلى المكعب عند درجات حرارة تتراوح من 1470 كلفن عند 50 غيغاباسكال إلى 1990 كلفن عند 84 غيغاباسكال. هذا أعلى بمقدار 500-1000 كلفن من التجارب السابقة بالتسخين الخارجي، لكنه يتوافق مع التوقعات النظرية. بالنسبة لتركيبة CaSi0.75Ti0.25O3، كان حد الانتقال أعلى: من 1300 كلفن عند 15 غيغاباسكال إلى 2410 كلفن عند 68 غيغاباسكال، أي أعلى بحوالي 600-700 كلفن من الدافيمويت النقي عند نفس الضغوط. وبالتالي، فإن التيتانيوم يثبت الطور الرباعي. استقراء لمحتوى التيتانيوم الواقعي في MORB المندس (5-10 مول%) يعطي انتقالاً على أعماق من 700 إلى 1200 كيلومتر على طول المسار الجيودحراري البارد للوحة. كما تم تحديد معادلات الحالة الحرارية: للمكعب CaSiO3 V0 = 45.54 أنغستروم مكعب، K0 = 243 غيغاباسكال، γ0 = 1.47؛ للرباعي CaSi0.75Ti0.25O3 V0 = 48.9 أنغستروم مكعب، K0 = 214 غيغاباسكال. كثافة الدافيمويت مع 25% تيتانيوم أقل بنسبة 1.2-1.5% من النقي، لكنها لا تزال أعلى بنسبة 1.5-3.4% من كثافة الوشاح المحيط.
النتائج تحل التناقض القديم بين التجارب والنظرية: الانتقال يحدث فعلاً عند درجات حرارة عالية، كما توقعت الحسابات. هذا يغير الفهم حول أين يوجد الدافيمويت في الطور المكعب في الوشاح. في الألواح المندسة الباردة، يبقى رباعي الزوايا حتى أعماق تتجاوز 2000 كيلومتر، بينما في المناطق الساخنة قرب حدود اللب-الوشاح قد يتحول إلى الطور المكعب. هذه الحساسية لدرجة الحرارة والتركيب تسمح بتفسير المبعثرات الزلزالية في منتصف الوشاح السفلي، حيث تُلاحظ انخفاضات في سرعة موجات القص تصل إلى 12%، والمساهمة في المناطق الكبيرة ذات السرعة المنخفضة لموجات القص (LLSVPs) عند قاعدة الوشاح. يتميز العمل عن جيرانه في الأرشيف بدراسة انتقال طوري في معدن عند ضغوط ودرجات حرارة قصوى، وليس الخصائص المغناطيسية أو فائقة التوصيل، ولأول مرة يقيس حد الانتقال مباشرة في خلية مسخنة بالليزر، بدلاً من استقرائه من بيانات درجات الحرارة المنخفضة.
يمكن أن يتطور الموضوع نحو دراسة أكثر تفصيلاً لتأثير الشوائب الأخرى، مثل الألومنيوم والهيدروجين، على درجة حرارة الانتقال. من المهم أيضاً قياس الخصائص المرنة للدافيمويت بالقرب من الانتقال، لربطها كمياً بالسرعات الزلزالية. تطوير طرق التسخين بالليزر وحيود السنكروترون سيسمح بالوصول إلى ضغوط ودرجات حرارة أعلى، مما يقربنا من ظروف حدود اللب-الوشاح نفسها. بالإضافة إلى ذلك، فإن نمذجة الحمل الحراري في الوشاح مع مراعاة الانتقال الطوري الجديد ستساعد في اختبار فرضيات حول أصل LLSVPs.
ستؤثر النتائج على الجيوفيزياء وعلم معادن الوشاح السفلي، خاصة على تفسير البيانات الزلزالية ونماذج عدم التجانس الكيميائي. كما أنها مهمة لفهم مصير القشرة المحيطية المندسة ودورها في التطور الحراري والكيميائي للأرض.
الخطوة التالية ستكون قياس سرعات الصوت في الدافيمويت عند ضغوط ودرجات حرارة عالية قرب الانتقال الطوري. كما من الضروري دراسة تأثير التركيزات الواقعية من التيتانيوم (5-10%) والشوائب الأخرى على حد الانتقال.
يرتبط العمل مباشرة بمشكلة تفسير الشذوذات الزلزالية في الوشاح السفلي، ولا سيما المبعثرات في منتصف الوشاح والمناطق الكبيرة ذات السرعة المنخفضة لموجات القص عند حدود اللب-الوشاح. كما يتعلق بمسألة عدم التجانس الكيميائي للوشاح ومصير الألواح المندسة، والتي تظل واحدة من المشاكل الرئيسية غير المحلولة في الجيوفيزياء.
تم الاعتراف رسمياً بالدافيمويت كمعدن فقط في عام 2021، على الرغم من أن وجوده في الوشاح السفلي كان مفترضاً لعقود. الاسم أُطلق تكريماً للجيوفيزيائي هو-كوانغ (ديفيد) ماو، الذي قدم مساهمات كبيرة في دراسة المعادن تحت ضغوط عالية.