INELASTIC PROPERTIES OF SEVERAL HIGH PRESSURE CRYSTALLINE PHASES OF H2O : ICES II, III AND V

Des cylindres polycristallins de H2O ont été déformés à des températures entre 178 K et 257 K, et pressions atteignant 500 MPa, dans les domaines de stabilité des glaces II, III, et V. La glace II est la plus dure des trois phases, ayant une résistance mécanique dans les conditions expérimentales, équivalente à celle de la glace Ih. La résistance mécanique de la glace V est un peu moindre. Celle de la glace III est extrêmement faible, et pendant des durées géologiques ce matériau se comporte effectivement comme un liquide, limité au dessous par la glace V et au dessus par la glace II ou Ih. Les relations entres ces phases sont compliquées par la métastabilité de certaines d'entres elles, la plus importante étant l'existence de la glace III dans le domaine de la glace II, même après des périodes prolongées. Même pendant la déformation à des températures aussi basses que 211 K (plus de 30 K au dessous de la température théorique d'apparition de la glace III) la transformation de III à II ne peut pas être provoquée en laboratoire.We have performed deformation experiments on cylinders of polycrystalline H2O at temperatures from 178 to 257 K at pressures to 500 MPa in the stability fields of ices II, III, and V. Ice II is the strongest of the phases, having a strength under laboratory conditions roughly comparable to that of ice Ih. Ice V is somewhat weaker than ice II. Ice III is extremely weak and over geologic times must behave essentially as a liquid bounded below by ice V and above by ice II or Ih. Phase relationships are complicated by a number of phase metastabilities, the most important of which is the existence of ice III in the ice II field for extended periods of time. Even under deformation at temperatures as low as 211 K (over 30 K below the ice III field), the transformations from III to II can not be made to happen in the laboratory