下部マントル含水鉱物の高温高圧下電気伝導度測定による下部マントル含水量の推定
| Project/Area Number |
20J13465
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 17040:Solid earth sciences-related
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
奥田 善之 東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(PD)
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| Project Period (FY) |
2020-04-24 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
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| Keywords | 下部マントル / 水 / ブリッジマナイト / 電気伝導度 |
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| Outline of Research at the Start |
地球は水の惑星と呼ばれるが，実は地表に存在する海水は質量で地球全体の0.023%に過ぎない．しかし，過去の研究から実は地球内部(マントル・コア)にも大量の水が存在することがわかってきた．これまで「上部マントル」と呼ばれる，マントルの比較的浅い領域の水の量は推定が行われてきた．しかし，地球体積の半分以上を占める「下部マントル」については，研究例は極めて乏しく，その含水量は未知である．この層の含水量が明らかになれば，地球の水が一体どこから来たのか？という問いに大きな制約を与えることができる．そこで本研究では，下部マントルの含水量の定量を世界で初めて行う．
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| Outline of Annual Research Achievements |
地球内部の水の量はその起源物質の推定などに必要不可欠である極めて重要なパラメータである.これまでマントル中の水の量は鉱物の電気伝導度から推定されてきた.異なる含水量のマントル構成鉱物を高温高圧下で電気伝導測定した結果と地磁気観測によって推定したマントルの電気伝導度を比較することで，上部マントルについてはその含水量が推定されてきた.しかし，地球体積の半分以上を占める最大の層である下部マントルについては，この層を占める鉱物の高温高圧下における電気伝導の含水依存性の測定は未だ一例として報告例がない.これは下部マントル圧力下での電気伝導度測定が難しいためである. そこで本研究では，外熱式DACと真空チャンバーを組み合わせた高温高圧下電気伝導度測定手法を用いて，下部マントルの8割以上を占めると考えられているブリッジマナイトの電気伝導度の含水依存性を下部マントルの温度圧力領域で測定を行った.得られた含水ブリッジマナイトの電気伝導度は無水のものと比べて優位に高いものであった．この結果を基に計算した下部マントル電気伝導度プロファイルと，地球物理学的観測から見積もられた深さに対する下部マントルの電気伝導度を比較することで下部マントルの含水量を決定した.本研究で推定された地球下部マントルの含水量は少なくとも下部マントル最上部が極めて水に乏しいことを示唆するものである.
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| Research Progress Status |
令和3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 |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(4 results)
