Investigation of the hydration phenomenon of lower mantle minerals, focusing on the importance of Al3+ and Fe3+

• Project/Area Number: 25K01098
• 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: Hiroshima University
• Principal Investigator: 井上 徹 広島大学, 先進理工系科学研究科(理), 教授 (00291500)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 肥後 祐司 公益財団法人高輝度光科学研究センター, 回折・散乱推進室, 主幹研究員 (10423435) ; 柿澤 翔 公益財団法人高輝度光科学研究センター, 回折・散乱推進室, テニュアトラック研究員 (10846819) ; 栗林 貴弘 東北大学, 理学研究科, 准教授 (20302086) ; 川添 貴章 広島大学, 先進理工系科学研究科(理), 准教授 (40527610)
• Project Period (FY): 2025-04-01 – 2029-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥18,720,000 (Direct Cost: ¥14,400,000、Indirect Cost: ¥4,320,000); Fiscal Year 2028: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000); Fiscal Year 2027: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2026: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000); Fiscal Year 2025: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
• Keywords: 高温高圧実験 / 地球深部物質 / 高圧含水鉱物 / 地球深部水 / マントルダイナミクス

Outline of Research at the Start

下部マントル鉱物は6配位Si4+サイトをもつことから、Si4+サイトの含水置換が生じ得る可能性がある。この置換が生じれば、鉱物中の含水量が増大する。また温度圧力安定領域も変化する。本研究は、下部マントル鉱物の安定領域と含水量の決定、それと予想される置換の重要性を、最先端の高圧合成実験、放射光X線その場観察実験、中性子回折実験、回収試料のキャラクタリゼーションを通じて明らかにする。本研究の成果は、地球深部ダイナミクスの研究（下部マントルへの水の運搬・貯蔵・溶融現象の解明）に対し、非常に大きく貢献する。