Vibrational spectroscopy of dense oxyhydroxides: Hydrogen bond disorder and symmetrization at high pressure
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Abstract Earth’s lower mantle is often considered to be “dry” on the basis of hydrogen storage capacities of nominally anhydrous minerals. Recent investigations of dense oxyhydroxides in the (δ-AlOOH)-[MgSiO2(OH)2]-(ε-FeOOH) system have revealed that these phases may carry hydrogen into the lowermost mantle and contribute to heterogeneity of seismic velocities. To retain hydrogen at the high temperatures of the lower mantle, it is likely that hydrogen bonds must become symmetric, and consequently strong, at high pressure. In this work, we use Raman and infrared spectroscopy to assess the hydrogen bonding environment of (Al,Fe)-phase H (δ-Al0.84Fe0.073+Mg0.02Si0.06OOH) and δ-Fe13 (δ-Al0.87Fe0.13OOH) at high pressure. We conclude that (Al,Fe)-phase H has occupationally disordered hydrogen atoms due to cation substitutions at ambient pressure. Hydrogen bonds in this phase become dynamically disordered at approximately 10 GPa and symmetric at 35 GPa. Our results are commensurate with previous observations of hydrogen-bond disorder in δ-(Al,Fe)OOH at 10 GPa.
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Le contrôle bibliographique ouvert
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- Titre Crossref
- Vibrational spectroscopy of dense oxyhydroxides: Hydrogen bond disorder and symmetrization at high pressure
- Date Crossref
- 01/09/2026
- Éditeur
- Mineralogical Society of America
- Type
- journal-article
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Où se fait cette recherche
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California Institute of Technology Division of Geological and Planetary Sciences pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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University of Illinois Chicago Department of Physics pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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University of Chicago pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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University of Bayreuth pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Seismological Laboratory pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Present address: Bayerisches Geoinstitut pays non établi dans la noticeStructure de recherche
Division of Geological and Planetary Sciences — California Institute of Technology, Department of Physics — University of Illinois Chicago et University of Chicago, avec 4 autres affiliations.
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