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絶対圧力スケールの構築:地球最深部への適用

Research Project

Project/Area Number 21654075
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Petrology/Mineralogy/Science of ore deposit
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

村上 元彦  東北大学, 大学院・理学研究科, 准教授 (50401542)

Project Period (FY) 2009 – 2011
Project Status Completed (Fiscal Year 2010)
Budget Amount *help
¥3,100,000 (Direct Cost: ¥3,100,000)
Fiscal Year 2010: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2009: ¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
Keywords弾性波速度 / 高温高圧実験 / 絶対圧力スケール / ブリュアン散乱 / 地球深部
Research Abstract

絶対圧力スケールは、地球深部条件における標準物質の横波・縦波速度(弾性波速度)及び体積を同時に測定することで全く独立に構築することが可能である。申請者は、これまで下部マントルの鉱物学的モデル構築のため地球深部物質の弾性波速度測定に関する研究を行い、「レーザー加熱ダイヤモンドセル」「ブリュアン散乱装置」「放射光X線回折」の3つのシステムを組み合わせた、高温高圧弾性波速度測定システムを大型放射光施設SPring-8へ導入し(右図参照)、地球内核圧力条件における横波速度の測定に成功している(弾性波測定の世界最高圧力記録)(Murakami et al.,2007a,b,2008)。一方で現システムでは絶対圧力スケール構築に必要な縦波速度の測定が技術的な問題から不可能であることが判明した。この問題を解決するために、申請者はブリュアン散乱測定における前方・後方散乱同時測定法という全く新しい手法を着想し、縦波・横波(Vp・Vs)の同時測定を実現し、地球深部条件に適用可能な絶対圧力スケールの構築を提案するに至った。ブリュアン前方・後方散乱同時測定法という新しい着想に基づき、高温高圧力条件下その場横波・縦波速度(弾性波速度)同時測定システムを導入し、他の測定結果に全く依らない地球最深部条件で適用可能な絶対圧力スケールを構築し、また新たに構築した絶対圧力スケールを厳密に適用することによって、地球深部物質の相転移モデルの再検討を行うことを目的とし、NaClにおいて圧力130万気圧までにおいて正確な絶対圧力スケールを構築する事に成功した。

Report

(2 results)
  • 2010 Annual Research Report
  • 2009 Annual Research Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2010 2009 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (1 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Spectroscopic evidence for ultrahigh pressure polymorphism in SiO2 glass2010

    • Author(s)
      M.Murakami, J.Bass
    • Journal Title

      Physical Review Letters

      Volume: 104 Pages: 25504-25504

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Spectroscopic evidence for ultrahigh pressure polymorphism in SiO_2 glass2010

    • Author(s)
      M.Murakami, J.Bass
    • Journal Title

      Physical Review Letters 104

      Pages: 25504-25504

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Sound velocity measurement in liquid water up to 25 GPa and 900 K : Implications for densities of water at lower mantle conditions2010

    • Author(s)
      Y.Asahara, M.Murakami, Y.Ohishi, N.Hirao, K.Hirose
    • Journal Title

      Earth and Planetary Science Letters 289

      Pages: 479-485

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Development of in-situ Brillouin spectroscopy at high pressure and temperature with synchrotron radiation and infrared laser heating system : Application to the Earth's deep interior2009

    • Author(s)
      M.Murakami, Y.Asahara, Y.Ohishi, N.Hirao, K.Hirose
    • Journal Title

      Physics of the Earth and Planetary Interiors 174

      Pages: 282-291

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Sound velocities of Earth's deep materials2010

    • Author(s)
      M.Murakami
    • Organizer
      Global network symposium
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      2010-03-04
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://epms.es.tohoku.ac.jp/minphys/murakami

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.ganko.tohoku.ac.jp/bussei/member/Murakami

    • Related Report
      2009 Annual Research Report

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Published: 2009-04-01   Modified: 2016-04-21  

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