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マントル鉱物の相平衡図を取り入れたマントル対流数値モデリング

Research Project

Project/Area Number 20740256
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Solid earth and planetary physics
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

中川 貴司  九大, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (50396941)

Project Period (FY) 2008 – 2009
Project Status Completed (Fiscal Year 2009)
Budget Amount *help
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2009: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2008: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Keywordsマントル対流 / 相平衡図 / モデリング
Research Abstract

マントルを構成する主要岩石の構成成分を酸化物の割合で表し、ギブス自由エネルギー最少化法によって決められたマントル鉱物の相平衡図(相転移パラメータも含む)をマントル対流の数値シミュレーションモデルに組み込んだ. このようなモデノレシミュレーションを行うことによって、対流構造から期待される地震波速度構造(弾性パラメータ)を直接求めることができた. この結果と従来マントル対流シミュレーションによって計算されている地震波動場の摂動成分の偏微分パラメータのセンシティビティだけを計算した地震波速度構造と比較した結果、空間分布には顕著な違いがなかったが、木均質構造の振幅は大きく異なっていた. これは、全球にわたる地震波トモグラフィーにおいて、強い不均質構造を持っている表面やコアーマントル境界付近の構造を理解する上で重要な意味を持っている. しかし、現在使用している熱力学データベースは完全なものではなく、このテータベースの改良を行う必要があることがわかっている. また、この成果は国際誌に論文として受理され印刷中である. さらに各主要構成鉱物が持っている流動特性をモデルに取り入れるために'相転移'依存粘性を取り入れたマントル対流数値シミュレーションモデルの開発に成功した. このモデルについては、現在テスト計算中であり、上部下部マントル間の粘性構造の違いを自然発生的に作り、その構造がマントルダイナミクスに与える影響について調べている.

Report

(1 results)
  • 2008 Annual Research Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2009 2008

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (4 results)

  • [Journal Article] Incorporating self-consistent calculated mineral physics into thermo-che mical mantle convection simulations in a 3D spherical shell and its infl uence on seismic anomalies in Earth's mantle2009

    • Author(s)
      Nakagawa, T., P. J. Tackley, F. Deschamps, J. A. D. Connolly
    • Journal Title

      Geochemistry, Geophysics, Geosystems

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Sensitivities to initial CMB and ICB temperature of structures and evolution of the Earth's mantle and core in 3D spherical models of thermo-chemical mantle convection2008

    • Author(s)
      Nakagawa, T., P. J. Tackley, F. Deschamps, J. A. D. Connolly
    • Organizer
      American Geophysical Union Fall Meeting
    • Place of Presentation
      アメリカ合衆国サンフランシスコ
    • Year and Date
      2008-12-18
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] Sensitivities to initial CMB temperature of structures and evolution of the Earth's mantle and core in 3D spherical models of thermo-chemical mantle convection2008

    • Author(s)
      Nakagawa, T., P. J. Tackley, F. Deschamps, J. A. D. Connolly
    • Organizer
      International workshop on Transport properties in the lower mantle
    • Place of Presentation
      栃木県塩谷郡栗山村
    • Year and Date
      2008-10-23
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] Towards realistic thermal-chemical-phase structures in the Earth's mant le using large-scale numerical simulations in 3-D spherical geometry with self-consistently calculated mineral physics2008

    • Author(s)
      Nakagawa, T., P. J. Tackley, F. Deschamps, J. A. D. Connolly
    • Organizer
      Asia Oceania Geosicience Metting
    • Place of Presentation
      大韓民国釡山特別市
    • Year and Date
      2008-06-20
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] Towards realistic thermal-chemical-phase structures in Earth's mantle2008

    • Author(s)
      中川貴司
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2008年度大会
    • Place of Presentation
      千葉県千葉市
    • Year and Date
      2008-05-28
    • Related Report
      2008 Annual Research Report

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Published: 2008-04-01   Modified: 2016-04-21  

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