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沈み込むスラブ物質の高温高圧下における弾性と融解関係の解明;地球内部の水のゆくえ

Research Project

Project/Area Number 15J02017
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Petrology/Mineralogy/Economic geology
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

増野 いづみ  東北大学, 理学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2015-04-24 – 2017-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Keywords下部マントル / ブリッジマナイト / 弾性波速度 / 高圧鉱物 / 含水鉱物
Outline of Annual Research Achievements

今年度は前年度に引き続き、超高圧下における鉄を含むブリッジマナイトの音速測定を行い、今までに報告されている数倍以上の圧力であるメガバール圧力下までの鉄を含むブリッジマナイトの弾性波速度の測定に成功した。鉄を含むブリッジマナイトは下部マントルに最も多く存在する鉱物であるが、従来の研究では鉄を含むブリッジマナイトのメガバール圧力下における音速測定は実験の困難さにより行われていなかった。本実験の音速測定結果を用い、実際の地球の地震波観測データと比較することで、下部マントルの鉱物学的モデルをより強く制約することができる。本研究では音速測定に加え、ブリッジマナイトの音速に対する鉄の効果を決めるため、透過型電子顕微鏡(TEM)- 電子エネルギー損失分光法(EELS)装置を用いた高圧高温発生装置ダイヤモンドアンビルセル(DAC)の回収試料の鉄の量および価数の測定を試みた。鉄を含むブリッジマナイトのTEM-EELS測定はバイロイト大学バイエルン地球科学研究所で行った。その結果、鉄の濃度・鉄のスピン転移によりブリッジマナイトの音速が有意に変化することが明らかになった。現在、ブリッジマナイトの鉄の濃度およびスピン転移の効果を考慮に入れた下部マントルの鉱物学的モデルを検討しており、今までのところ下部マントルは上部マントルよりもSiに富むモデルがもっともらしいということが導き出された。上部マントルよりも下部マントルがSiに富むという結果は、地球の進化過程や地球の材料物質について大きな示唆を与える。Siが下部マントルに富むことで、現在のマントル対流は、従来考えられていたような一層対流とは異なる可能性が示唆される。また、地球の材料物質については、典型的なCIコンドライトとは一致せず、地球に特有のコンドライト(たとえばEarthコンドライトなど)を考える必要があることが示唆される。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2017 2016 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Invited: 1 results)

  • [Int'l Joint Research] バイロイト大学バイエルン地球科学研究所(ドイツ)

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Journal Article] Stability of Hydrous Minerals and Water Reservoirs in the Deep Earth Interior2016

    • Author(s)
      Ohtani, E., Amaike, Y., Kamada, S., Ohira, I., Mashino, I.
    • Journal Title

      In Deep Earth: Physics and Chemistry of the Lower Mantle and Core

      Volume: 217 Pages: 265-275

    • DOI

      10.1002/9781118992487.ch21

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Sound velocities of δ‐AlOOH up to core‐mantle boundary pressures with implications for the seismic anomalies in deep mantle2016

    • Author(s)
      I. Mashino, M. Murakami, E. Ohtani
    • Journal Title

      Journal of Geophysical Research

      Volume: 121 Issue: 2 Pages: 12477-12477

    • DOI

      10.1002/2015jb012477

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Sound velocities of δ-AlOOH up to lowermost mantle pressures; Implications for the seismic anomalies in deep mantle2017

    • Author(s)
      Mashino, I., Murakami, M., Ohtani, E.
    • Organizer
      HPSTAR seminar
    • Place of Presentation
      上海
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Sound velocities of δ-AlOOH up to lowermost mantle pressures; Implications for the seismic anomalies in deep mantle2016

    • Author(s)
      Mashino, I., Murakami, M., Ohtani, E.
    • Organizer
      The 1st Asia-Pacific Workshop on Lithosphere and Mantle Dynamics
    • Place of Presentation
      台北
    • Year and Date
      2016-09-23
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Sound velocities of δ-AlOOH up to CMB pressures with implications for the seismic anomalies in deep mantle2016

    • Author(s)
      Mashino, I., Murakami, M., Ohtani, E.
    • Organizer
      New Challenges in Volatile Cycling in the Deep Earth
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      2016-07-03
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Sound Velocities of δ-AlOOH up to CMB Pressures with Implications for the Seismic Anomalies in Deep Mantle2016

    • Author(s)
      Mashino, I., Murakami, M., Ohtani, E.
    • Organizer
      Goldschmidt2016
    • Place of Presentation
      横浜
    • Year and Date
      2016-06-26
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Sound velocities of delta-AlOOH up to lowermost mantle pressures; Implications for the seismic anomalies in deep mantle2016

    • Author(s)
      Mashino, I., Murakami, M., Ohtani, E.
    • Organizer
      Japan Geoscience Union Meeting 2016
    • Place of Presentation
      千葉
    • Year and Date
      2016-05-22
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Volatile Cycles in the Deep Earth - from Subduction Zones to the Mantle and Core2016

    • Author(s)
      Ohtani, E., Mashino, I., Ohira, I.
    • Organizer
      Japan Geoscience Union Meeting 2016
    • Place of Presentation
      千葉
    • Year and Date
      2016-05-22
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited

URL: 

Published: 2015-11-26   Modified: 2024-03-26  

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