Anisotropy of the Earth's inner core studied by high-pressure deformation experiments
| Project/Area Number |
15H03749
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Research Field |
Petrology/Mineralogy/Economic geology
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| Research Institution | Ehime University |
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Principal Investigator |
西原 遊 愛媛大学, 地球深部ダイナミクス研究センター, 准教授 (10397036)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
太田 健二 東京工業大学, 理学院, 准教授 (20727218)
大内 智博 愛媛大学, 地球深部ダイナミクス研究センター, 講師 (60570504)
松影 香子 帝京科学大学, 総合教育センター, 准教授 (80343078)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2018)
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| Budget Amount *help |
¥16,640,000 (Direct Cost: ¥12,800,000、Indirect Cost: ¥3,840,000)
Fiscal Year 2018: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Fiscal Year 2017: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Fiscal Year 2016: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Fiscal Year 2015: ¥7,670,000 (Direct Cost: ¥5,900,000、Indirect Cost: ¥1,770,000)
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| Keywords | 地球中心核 / hcp鉄 / 高温高圧変形実験 / 結晶選択配向 / 地震波異方性 / 格子選択配向 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
地球中心に位置する固体金属でできた内核には特徴的な地震波速度の異方性が存在する。この異方性は構成物質の変形によって発達する選択配向によるとの考えがあるが、実際の内核物質の物質科学的研究は不十分であった。本研究では高温高圧変形実験と放射光その場観察技術を集結することによって、内核の構成物質であるhcp鉄の変形誘起選択配向を解明することを目的とする。
平成29年度までの研究では、hcp鉄の13～17GPa、723Kでの一軸圧縮・引張変形実験および単純せん断変形実験において発達する結晶選択配向をその場観察した。変形ジオメトリの異なる3種の実験の結果を総合すると、実験における主要すべり系は底面すべりである可能性が高いと結論づけられる。得られた選択配向をもとに計算すると内核条件での地震波速度異方性は最大で6%と大きく、このメカニズムが内核異方性を説明できる可能性を持つことが示された。平成30年には、この成果を地球科学分野の権威ある国際学術雑誌であるEarth Planetary Science Letters誌に発表した。また、本年度にはこのような選択配向を生じるhcp鉄の変形の力学特性を一軸圧縮実験により決定した。その結果、723K前後の比較的低温での変形では、流動応力は5より高い応力指数を示し温度依存性は非常に小さいことが分かった。これは、この条件で「べき乗則の崩壊」が生じていることを示唆している。
以上の研究では、平成27年度に本課題で大型放射光施設SPring-8のBL04B1に導入した単色X線透過像撮影システムが利用されているが、このシステムによって従来よりも格段に効率的な差応力と歪の測定が実現されている。
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(4 results)
Research Products
(46 results)
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[Journal Article] EDS quantification of light elements using osmium surface coating2015
Author(s)
Ohuchi, T., Nishihara, Y., Seto, Y., Kawazoe, T., Nishi, M., Maruyama, G., Hashimoto, M., Higo, Y., Funakoshi, K.-I., Suzuki, A., Kikegawa, T., Irifune, T.
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Journal Title
J. Min. Petrol. Sci.
Volume: 243
Pages: 189-195
DOI
NAID
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Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Presentation] Defomation microstructures of subducted slabs in the lower mantle2018
Author(s)
Azuma, S., Nomura, R., Uesugi, K., Nishihara, Y., Doi, S., Arimoto, T. and Irifune, T.
Organizer
AGU Fall Meeting 2018
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[Presentation] Is thermal conductivity of hcp iron anisotropic?2017
Author(s)
Ohta, K., Sato, Y., Nishihara, Y., Yagi, T., Hirose, K., Kawaguchi-Imada, S., Hirao, N. and Ohishi, Y.
Organizer
High-Pressure Mineral Physics Seminar (HPMPS-9)
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