最近，北京大学高温高压实验室刘曦研究员课题组与中国科学院大学吴春明教授课题组、加拿大西安大略大学谢瑞祥教授及美国纽约州立大学李宝生教授等在Solid Earth Sciences杂志在线发表论文， 首次报道了地幔转换带中林伍德石（ringwoodite）的化学成分与压力的关系，并通过建立经验模型而精确确立了林伍德石的化学成分对体弹模量的影响，进而探讨了地幔转换带中林伍德石的地震波波速随压力的变化情况。
人类的母亲－地球是一个具有层圈结构的星体，由地表到地心分为地壳、地幔及地核。地幔是硅酸岩地球的主体，又分为上地幔与下地幔两层；上地幔的底部（大约从410公里至660公里范围）为地幔转换带，可能是一个地球化学成分及地球物理性质发生巨变的圈层。 由于缺乏来自于地球深部的岩石样品，地球的这种层圈结构主要依据地震波在地球内部的传播特点而划分。假设某一地幔岩石成分，高温高压实验可以确定其在相应温度－压力条件下的矿物组合以及相应矿物的成分与多少，通过测量这些矿物的相关物理性质， 进而可以知道其地震波波速，并对实际观察到的地震波波速提出合理的解释；这种岩石学、矿物物理学以及地震学的联动一直是人们了解地球内部物质成分、结构、性质、演化的重要手段。然而，对于地幔转换带中地震波波速随压力变化过快这一现象，近半个世纪以来学界一直没有好的解释（Irifune et al., 2008, Nature）。
刘曦研究员等在充分总结与地幔成分有关的高温高压实验结果的基础上，首次提出了地幔转换带中林伍德石的成分不是固定的、而是随着压力升高其成分变得富镁的观点（如下图所示）。林伍德石的这种成分变化与地幔转换带中瓦兹利石的成分变化规律一致（Irifune and Isshiki, 1998, Nature）。
另一方面，由于高压实验精度限制，林伍德石的成分与体弹模量的关系一直不能准确地限定，以往的实验研究给出了非常不同的答案。通过全面总结不同成分、但具有与林伍德石同样结构的4-2尖晶石的高压实验结果，刘曦研究员等将相关变量的变化范围扩大了2.6-4.4倍，从而在实验精度不变的情况下，准确确立了林伍德石的化学成分对体弹模量的影响，发现该影响远小于以往的实验结果（如下图所示）。
由于以上两个因素都能导致林伍德石的地震波波速随压力变化更快，刘曦研究员等获得了较以往所有研究结果都更陡的Vs-P及Vp-P剖面。该研究结果与相关地震学研究结果吻合得比较好（如下图所示），对地幔转换带乃至整个地幔的成分、结构、性质及演化提出了有力的约束。
该研究在全面总结相关成果的基础上，通过深入分析相关数据而得到了关于地幔转换带的新认识。论文的精华版曾投稿《Nature》、完整版曾投稿《Journal of Geophysical Research-Solid Earth》，不幸都被拒稿。文章链接：www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2451912X15000021.
