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地球コアの電気・熱伝導率の解明

Research Project

Project/Area Number 19J13936
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Review Section Basic Section 17040:Solid earth sciences-related
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

末廣 翔  東京工業大学, 理学院, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2019-04-25 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Keywords地球科学 / 高圧実験 / 電気伝導度 / 高温高圧実験 / ダイヤモンドアンビルセル / 鉄 / 融解鉄 / 地球コア
Outline of Research at the Start

地球コアの輸送特性(特に電気・熱伝導率)を決定することは過去・現在・未来の地球内部のダイナミクスを議論する上で非常に重要である。また地球コアは固体の内核と液体の外核から構成されている。近年のダイヤモンドアンビルセルを使用した高圧研究により地球コアの輸送特性は少しずつ解明されてきた。しかしながら、それらの先行研では固体の測定にとどまっている。つまり液体である地球外核の物性を固体の物性から見積もっており、先行研究の結果は地球コアの輸送特性の解明には不十分と言わざるをえない。そこで本研究課題では、新しくカプセル型の試料を導入し、地球コア条件における液体鉄の電気・熱伝導率の解明を行う。

Outline of Annual Research Achievements

2020 年度は COVID-19 ウィルスの影響により、大学・実験施設への立ち入りが制限されるなど実験の遂行が困難となった。そのため実験を行う必要のある本研究は期待通りの進捗を出すことができなかった。その中、博士研究論文のメインテーマの発展として地球コア条件(~135 GPa, ~3000 K)における溶融の電気伝導測定に挑戦した。融解時の試料形状の維持をするためサファイアカプセルを使用していたが、超高圧力条件下では試料室の厚さが10 μm 以下になり、サファイアカプセルが割れてしまい試料形状の維持が困難で有ることがわかった。この結果により 100 GPa を超えるような超高圧力下での液体の電気伝導度測定にはサファイアカプセルとは違った技術が必要であることを確認することができた。
2020 年度は学会の中止なども相次ぎ積極的な研究成果の報告を行うことができなかったが、DAC を用いた高圧力下における融解鉄の電気伝導度測定の結果は論文にまとめ投稿の準備を行った。

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • Research Products

    (3 results)

All 2020 2019

All Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 3 results)

  • [Journal Article] Compression experiments to 126 GPa and 2500 K and thermal equation of state of Fe3S: Implications for sulphur in the Earth's core2020

    • Author(s)
      Thompson Samuel、Komabayashi Tetsuya、Breton Helene、Suehiro Sho、Glazyrin Konstantin、Pakhomova Anna、Ohishi Yasuo
    • Journal Title

      Earth and Planetary Science Letters

      Volume: 534 Pages: 116080-116080

    • DOI

      10.1016/j.epsl.2020.116080

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] High-temperature electrical resistivity measurements of hcp iron to Mbar pressure in an internally resistive heated diamond anvil cell2019

    • Author(s)
      Suehiro Sho、Wakamatsu Tatsuya、Ohta Kenji、Hirose Kei、Ohishi Yasuo
    • Journal Title

      High Pressure Research

      Volume: 39 Issue: 4 Pages: 579-587

    • DOI

      10.1080/08957959.2019.1692008

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Static compression of Fe4N to 77 GPa and its implications for nitrogen storage in the deep Earth2019

    • Author(s)
      H. Breton, T. Komabayashi, S. Thompson, N. Potts, C. McGuire, S. Suehiro, S. Anzellini, and Y. Ohishi
    • Journal Title

      American Mineralogist

      Volume: 104 Issue: 12 Pages: 1781-1787

    • DOI

      10.2138/am-2019-7065

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2019-05-29   Modified: 2024-03-26  

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