問題が見つかったので、最初にアンマウントしてから再度マウントする必要がありました:
sudo umount /mnt/d
sudo mount -t drvfs D: /mnt/d
これは、この USB ドライブを接続したのが初めてではないために発生しました。初めて WSL (Windows Linux Subsystem) がデバイスを自動的に認識してマウントしました。しかし、その後、「安全な削除」なしで、コマンドラインからアンマウントせずにプラグを抜きました。そのため、次にディスク D:を再接続すると、/mnt/d にマウントされているように見えますが、正しくはありません。