Deep Earth evolution constrained by elemental partitioning using first-principles calculations.and tungsten isotope

• Project/Area Number: 23K22598
• Project/Area Number (Other): 22H01327 (2022-2023)
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund (2024); Single-year Grants (2022-2023)
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 17040:Solid earth sciences-related
• Research Institution: Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology
• Principal Investigator: 鈴木 勝彦 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海洋機能利用部門(海底資源センター), センター長 (70251329)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 土屋 卓久 愛媛大学, 地球深部ダイナミクス研究センター, 教授 (70403863)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2026-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥17,420,000 (Direct Cost: ¥13,400,000、Indirect Cost: ¥4,020,000); Fiscal Year 2025: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000); Fiscal Year 2024: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2023: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2022: ¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000)
• Keywords: 第一原理計算 / 分配 / 核－マントル相互作用 / タングステン同位体 / 化学進化 / 元素分配 / 強親鉄元素 / 深部地球の化学進化 / マグマオーシャン

Outline of Research at the Start

核－マントル間での物質的やりとりに関しては，直接的情報を得る方法が限られているために十分な理解が進んでいない。その状況で，親鉄性元素であるタングステン（W）は中心核の情報をマントル上昇流で入手可能な地表まで運ぶことが期待できる数少ない元素である。特にその同位体は，地球の核－マントル間の進化に関する重要な情報を提供する。
本研究では，マントル深部起源の岩石に対し，高精度W同位体比を得て，時代変動を丁寧に追う。一方，ケイ酸塩メルトと液体鉄間でのHf-Wの分配を決めることによって，W同位体を起こすプロセスを明らかにする。２つの知見を総合的に解釈し，判然としない核－マントル相互作用の様態を解明する。