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マントル遷移層スラブの軟化と深発地震に関する実験的研究

Research Project

Project/Area Number 18H03742
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Medium-sized Section 17:Earth and planetary science and related fields
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

久保 友明  九州大学, 理学研究院, 教授 (40312540)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 肥後 祐司  公益財団法人高輝度光科学研究センター, 利用研究促進部門, 主幹研究員 (10423435)
金嶋 聰  九州大学, 理学研究院, 教授 (80202018)
宮原 正明  広島大学, 理学研究科, 准教授 (90400241)
Project Period (FY) 2018-04-01 – 2019-03-31
Project Status Discontinued (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥45,760,000 (Direct Cost: ¥35,200,000、Indirect Cost: ¥10,560,000)
Fiscal Year 2018: ¥31,720,000 (Direct Cost: ¥24,400,000、Indirect Cost: ¥7,320,000)
Keywords高圧変形実験 / 放射光 / 遷移層スラブ / 非平衡相転移 / 深発地震
Outline of Annual Research Achievements

地球マントル対流を理解する鍵となるマントル遷移層における沈み込んだ海洋プレート(遷移層スラブ)の挙動について、長年未解決とされてきたスラブの軟化と深発地震の発生という2つの問題を取り上げ、非平衡相転移と変形の相互作用というダイナミックな観点から考察することを目的として実験研究を開始した。まずD-111型高圧変形装置と放射光単色X線による変形―相転移その場観察手法の開発に取り組んだ。それにより遷移層圧力下20GPaを超える条件において、せん断変形場でMg2SiO4のオリビン-スピネル相転移のその場観察に成功した。相転移開始前の低温条件ではピストンと試料間でのスリップが卓越するが、昇温し相転移が開始すると試料のせん断変形が進行する様子がその場観察された。温度上昇および相転移によるせん断試料部の軟化が予想される。一方でX線回折データのクオリティや時分割測定の時間分解能の向上など問題点も明らかになった。
またD-DIA型変形装置を用いて10GPaまでの条件で、せん断変形場でFe2SiO4のオリビン-スピネル相転移をその場観察する実験準備も進め、これまでにせん断変形場で得られているアコースティックエミッションデータの解析を行い、震源決定精度と試料サイズの関係について議論した。さらに660km不連続面を通過する遷移層スラブで起こるポストスピネル相転移が2段階で起こることを非平衡相転移に基づいて考察し、スラブ地震学で得られる不連続面の凹凸や多重不連続面との関係を議論した。
基盤研究(S)との重複制限のため研究の初期段階で本課題は廃止となったが、本課題で得られたせん断変形場での相転移実験とアコースティックエミッション測定技術およびそれらの結果は、遷移層スラブの軟化とせん断不安定化の解明に必要不可欠なものである。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

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。

Report

(1 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • Research Products

    (4 results)

All 2018

All Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results)

  • [Presentation] Kinetics of the two-stage post-spinel transformation under subduction zone conditions: Implications for mantle flow across the 660-km discontinuity2018

    • Author(s)
      T. Kubo, H. Kojitani, S. Kaneshima, Y. Higo, Y. Tange
    • Organizer
      Japan Geoscience Union meeting 2017
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] D111型装置を用いた高温高圧変形実験2018

    • Author(s)
      西原遊, 土居峻太, 山崎大輔, 辻野典秀, 芳野極, 久保友明, 今村公裕
    • Organizer
      第59回高圧討論会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] D111型装置を用いたせん断変形場におけるMg2SiO4のオリビン-スピネル相転移実験2018

    • Author(s)
      久保友明, 森山一哉, 今村公裕, 西原遊, 鈴木昭夫
    • Organizer
      第59回高圧討論会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] アンチゴライトーオリビン二相系の高圧せん断変形場における変形の局所化とせん断不安定性2018

    • Author(s)
      池原舞, 久保友明, 岩里拓弥, 肥後祐司, 今村公裕, 丹下慶範
    • Organizer
      第59回高圧討論会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report

URL: 

Published: 2018-04-23   Modified: 2019-12-27  

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