鉱物－マグマ間の2価鉄および3価鉄分配の決定とマントル酸化還元度進化モデルの構築
| Project/Area Number |
21K18655
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
|
| Allocation Type | Multi-year Fund |
|---|
| Review Section |
Medium-sized Section 17:Earth and planetary science and related fields
|
|---|
| Research Institution | Ehime University |
|---|
Principal Investigator |
桑原 秀治 愛媛大学, 地球深部ダイナミクス研究センター, 助教 (50505394)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中田 亮一 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 超先鋭研究開発部門(高知コア研究所), 主任研究員 (50726958)
門屋 辰太郎 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 超先鋭研究開発部門(超先鋭研究プログラム), Young Research Fellow (60801347)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2021-07-09 – 2024-03-31
|
| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
|
| Budget Amount *help |
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
|
|---|
| Keywords | 2価鉄 / 3価鉄 / 分配 / マントル酸化還元度 / マグマオーシャン / 鉄価数 / 元素分配 |
|---|
| Outline of Research at the Start |
地球の上部マントルは形成以来、時間とともに酸化してきたことが地質記録より明らかになりつつある。しかし、地球形成直後の上部マントルはどれほど還元的であったのか？また上部マントルが時間の経過と共になぜ、そしてどのように酸化したのか？といったことへの我々の理解は乏しい。
本研究では、地球形成期の溶融マントル中で晶出するマントル鉱物とマグマ間のFe2+とFe3+の分配係数を決定し、地球形成直後のマントル鉛直方向のFe3+濃度分布を制約することを目的とする。また、推定される初期マントル酸化還元状態の鉛直分布を初期条件とし、マントル対流による上部マントル、下部マントルの酸化還元度の進化を定量的に見積もる。
|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は地球上部マントルおよび下部マントルの酸化鉄の価数分布に制約を加えることを目的としている。これまでの実験結果に基づき、以下のことが明らかとなった。１）岩石惑星形成時における金属核の分離圧力が20万気圧を超えるとマグマオーシャン中の2価鉄の電荷不均化反応が効率よくすすみ、現在の地球上部マントルに比べて約一桁程度高い3価鉄が生成する。２）下部マントル最上部圧力条件（23万気圧～27万気圧）ではブリッジマナイト―マグマ間で2価鉄と3価鉄の分別はほとんど起こらず、その比は一定を保つ。
本年度は前年度に行った金属核形成期におけるマグマオーシャン中の2価鉄の電荷不均化反応に関する結果を取りまとめ、国際学術誌に発表することができた。また、ブリッジマナイト―マグマ間の2価鉄と3価鉄分配に関する高圧実験および放射光施設での分析も予定どおり行うことができ、こちらも論文として国際学術誌に受理された。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の予定通り、高圧実験と放射光施設での鉄価数分析を行い、ブリッジマナイトとマグマの鉄価数を決定することができた。得られた実験結果は合わせて3本の論文にまとめ、国際学術誌に投稿することができた。したがって、本研究課題は順調に進展していると判断した。
|
| Strategy for Future Research Activity |
これまで得られた結果をもとに、地球形成過程において2価鉄と3価鉄がどのようにマントル内で分布したのかに関するモデルを構築するとともに、さらなる圧力下での実験、分析も進めていく予定である。
|
Report
(2 results)
Research Products
(30 results)
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
[Presentation] Experimental Studies on Phase Equilibria, Density and Sound Velocities of Martian Mantle Assemblages2021
Author(s)
Siersch, Nicki und Xu, Fang und Marceline, Anne-Elisabeth und Greaux, Steeve und Rivoldini, A. und Kuwahara, Hideharu und Kondo, Nozomi und Wehr, Nicolas und Menguy, N. und Kono, Yoshino und Higo, Yuji und Plesa, Ana-Catalina und Badro, James und Antonangeli, D.
Organizer
2021 AGU fall meeting
Related Report
Int'l Joint Research / Invited
-
-
-
-
-
-
