Determination of the high temperature and high pressure primary pressure scale for solid metals by inelastic x-ray scattering and its applications in Earth science

• Project/Area Number: 24K00734
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 17040:Solid earth sciences-related
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 生田 大穣 岡山大学, 惑星物質研究所, 特任助手 (00972423)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大谷 栄治 東北大学, 理学研究科, 客員研究者 (60136306) ; 福井 宏之 公益財団法人高輝度光科学研究センター, 精密分光推進室, テニュアトラック研究員 (90397901)
• Project Period (FY): 2024-04-01 – 2028-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥18,070,000 (Direct Cost: ¥13,900,000、Indirect Cost: ¥4,170,000); Fiscal Year 2027: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2026: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000); Fiscal Year 2025: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000); Fiscal Year 2024: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
• Keywords: 圧力スケール / 高温高圧 / 地球核 / 非弾性X線散乱 / 弾性波速度

Outline of Research at the Start

地球深部は高圧の世界であり、その解明には高圧実験が不可欠である。近年の高圧発生の技術開発により、地球の内核-外核境界に相当する330万気圧を超える圧力でその場X線観察実験が行われているが、実験における圧力を評価する為に現在用いられている圧力スケールには大きな不確かさが存在している。この問題を解決する為に、放射光による非弾性X線散乱法と粉末X線回折法を用いて、圧力スケールとして有用な固体金属の高温高圧下における弾性波速度と密度を同時に測定し、その結果を用いて、内核の高温高圧条件にも適用可能な絶対圧力スケールを構築する。そして、地球の内核の化学組成により確かな制約を与えることが本研究の目的である。