안녕하세요 유재영 교수님 한 번도 뵌 적은 없지만 이렇게 comment를
달아주셔서 다시 한 번 감사 드립니다.

: 1. 간단히 solid + H2O = melt 의 식으로 나타낼 수 있습니다.
:    여기서 "어떠한 시스템에서 변화가 생기면 그 시스템은 그 변화를 최소
:    화 시키려는 따라서 다시금 안정화 하는 방향으로 반응이 일어난다"
:    라는 르샤틀리에 법칙을 생각해보면 답글에서도 말씀하신 바와 같이
:    물이 첨가됨에 따라 부피가 증가한 영향을 최소화 시키기 위해 반응은
:    melt가 생성되는 방향으로 일어나게 되고 따라서 본래 dry system에서는
:    발생되질 않았을 melt가 형성될 수 있으리라 생각됩니다.
 

"우리는 solid = melt 반응과
      solid + H2O = melt 반응을 비교하는 것입니다."

말씀하신 바와 같이 위 두 반응을 비교하는 것이구요 제가 solid + H2O = melt만을 쓴 것
은 solid = melt 에 물이 첨가된 상황을 바로 표현한 것입니다.
예를 들어 subduction zone에서 섭입하는 oceanic crust의 OH를 함유한 광물(mica,
amphibole) 들의 break-down에 의해 H2O가 상부의 mantle wedge에 첨가되는 상황을 들 수
있으리라 생각됩니다.


: 2. 다르게 생각해 본다면, 고온 고압 내 mantle 내부로 H2O가 첨가되는
:    경우 H2O는 hydrolysis에 의해 H+ 와 OH-로 dissociation이 발생하고
:    이 때 생성된 OH-는 mantle내 silicate 광물들이 이루고 있는 polymerize
:    의 연결고리를 끊고 때문에 쉽게 끊어질 수 있는 상태가 됩니다.

"설마 고온 고압에 모든 H2O가 dissociation 된다는 뜻은 아니겠지요? "

글쎄요 모든 H2O가 가수분해를 한다고 생각지는 않습니다.
다만 주어진 온도 압력에서 일정부분의 물이 분해될 것이라 생각합니다.
아마도 온도 압력의 변수가 포함된 위 반응의 관계식으로부터 주어진
온도 압력에서 얼만큼의 분해가 일어나는지 정량적인 값을 구할 수 있으리라
생각됩니다. 하지만 textbook이나 인용된 논문들에서도 나와 있듯이 어느
정도의hydrolysis가 있지 않을까요?
이 부분은 공부를 더 해보도록 하겠습니다.


: 두번째로요 "dry 경우 온도 압력이 증가하면 녹는점은 높아지는데 wet system의 경우 오
히려 떨어지는 이유...."
:
: 3. 이부분은 열역학에서 설명될 수 있으리라 생각됩니다. 많은 열역학 책에
:    나와 있듯이 d(DG) = (DV)dP - (DS)dT 의 수식이 성립합니다.(D=delta)
:    P-T diagram에서 온도 압력이 증가할수록 녹는점이 증가 하거나 감소한다
:    는 표현은 이 평면에서의 solidus 기울기가 양수 혹은 음수인가에 해당
:    됩니다. 또한 이 solidus 위에서는 equillibrium 상태이므로 DG = 0 이
:    됩니다. 따라서 윗 식을 정리하면 0 = (DV)dP - (DS)dT
:    dP/dT = (DS)/(DV)
:    아시는 바와 같이 모든 반응에서 DS(entropy)=0 이고 위에서도 말씀드렸
:    듯이 물이 첨가되면 DV(반응식에서 부피의 차이)<0 이므로 기울기는
:    음수가 되어 solidus의 기울기는 음수가 됩니다.
:    하지만 더욱더 압력이 높아진다면 solid에 H2O가 첨가되어도 높은 압력에
:    의해 DV 값은 점차 작아지고 결국은 양수가 되겠지요 따라서 solidus의
:    기울기는 약 1.5GP(basalt의경우)에서 다시금 양수로 꺽이게 됩니다.
:    따라서 이 부분이 녹는점이 가장 낮은 부분이 될 것이고 magma가 쉽게
:    생성될 수 있으리라 생각됩니다.

"압력이 증가하면서 부피의 변화가 음의 값을 갖다 양의 값을 갖는 것은 이상하군요?"

지금 이야기되는 상황은 고온, 고압의 상황으로 제가 말씀드린 부분은
wet system에서의 solidus가 비교적 낮은 압력에서는 음수의 기울기를 지니다
가 basalt의 경우 약 1.5GPa 부근에서는 다시 양수의 기울기를 갖는 것을 말씀드린
것입니다.(그림을 어떻게 실어야 하는지 몰라서...)

지하 mantle의 온도와 압력의 상황이라면 대부분의 물은 super colloid
(초임계유체)로 존재한다고 배웠습니다. 이것은 고체도 아니고 액체, 기체도 아닌
phase로서 액체보다는 compressibility가 크다고 합니다.
(화학과 교수님으로부터 이 부분은 확인했습니다.)

즉 solid + H2O = melt의 상황에서 좌변의 H2O는 super colloid, 우변의 melt는
말 그대로 액체가 됩니다. 이 경우 DV < 0 됩니다. 따라서 solidus의 기울기
dP/dT = (DS)/(DV)는 음수가 되어 심부로 갈수록 solidus의 온도가 낮아지게 됩니다.

하지만 어느 압력 이상으로 가면(basalt의 경우 약 1.5GPa) 좌변의 H2O는 앞서
말씀드린 것처럼 compressibility가 우변의 melt보다 커 압력이 증가할 수록 우변의
부피가 작아지는 것보다 좌변의 H2O가 줄어드는 비율이 크므로 결국은 DV > 0가 될
것입니다. 따라서 wet system의 solidus의 경우 부피의 변화가 음의 값을 갖다가
다시 양의 값을 가져 꺽인 모양의 solidus가 그려지게 되리라 생각됩니다.