2019 Fiscal Year Annual Research Report
Dynamic behaviour of core and mantle materials
| Project Area | Interaction and Coevolution of the Core and Mantle: Toward Integrated Deep Earth Science |
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| Project/Area Number |
15H05827
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
芳野 極 岡山大学, 惑星物質研究所, 教授 (30423338)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
西原 遊 愛媛大学, 地球深部ダイナミクス研究センター, 准教授 (10397036)
平賀 岳彦 東京大学, 地震研究所, 准教授 (10444077)
太田 健二 東京工業大学, 理学院, 准教授 (20727218)
久保 友明 九州大学, 理学研究院, 教授 (40312540)
安東 淳一 広島大学, 理学研究科, 教授 (50291480)
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| Project Period (FY) |
2015-06-29 – 2020-03-31
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| Keywords | 熱伝導 / 電気伝導度 / 拡散 / レオロジー / 核 / マントル / 変形実験 / 高圧 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
熱・物質輸送過程の観点から地球深部物質の物性測定の研究を推進し、最終年度である今年度は以下のような成果が得られた。核マントル境界での元素、物質の相互作用の実験の成果を論文として公表した。外核の熱伝導率を検証するために、マルチアンビル装置を用いて溶融状態の金属の電気伝導度測定を行ない、20GPaまでの圧力で2000Kを超える条件で鉄と白金の測定に成功した。DACを用いた熱伝導率の測定では、今まで行われてきた常温での測定に加え、2000Kまでの高温での測定法を開発し、下部マントル最下部の鉱物の熱伝導測定に成功した。その結果、地球内部の熱輸送は軽元素やマントル主要鉱物の違いによらず、マントル対流に伴うマントル内部の温度不均質によって熱流量の地域差を生じさせることが示唆される。
地球深部の流動ダイナミクスに関して、KEK, NE7Aに導入したD111型ガイドブロックを用いた高圧変形実験を推進した。内核で安定相とされるhcp鉄の安定領域で高温高圧変形その場観察を引き続き行い、この相の安定条件で流動則を詳細に決定した。また、同装置を用いて下部マントルで最も優勢な鉱物であるブリッジマナイトの変形構成則の決定にも成功し、ブリッジマナイトはマントル遷移層のワズレアイトやリングウッダイトに比較して一桁程度強度が強いことが明らかとなった。沈み込んだスラブの振る舞いを制約するため、せん断変形場でMg2SiO4のオリビンースピネル相転移実験、NaNiF3のペロフスカイトのポストペロフスカイト相への相転移機構、相転移に伴い細粒化した岩石の粒成長則の決定を行った。アナログ物質の常圧における粒成長則実験、変形実験の結果からは、下部マントルで卓越するクリープ機構は拡散クリープであり、D"層で観測される結晶の選択配向は粒子回転によって形成され得ることが示唆された。
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] High pressure generation in the Kawai-type multianvil apparatus equipped with tungsten carbide anvils and sintered diamond anvils and X-ray observation on CaSnO3 and (Mg,Fe)SiO32019
Author(s)
D. Yamazaki, E. Ito, T. Yoshino, N. Tsujino, A. Yoneda, H. Gomi, Jaseem V., M. Sakurai, Y. Zhang, Y. Higo, Y. Tange
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Journal Title
Comptes Rendus Geoscience
Volume: 351
Pages: 253-259
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] Sound velocity measurements on lower mantle minerals by femtosecond pulse laser pump-probe technique2019
Author(s)
Wakamatsu, T., Ohta, K., Yagi, T., Nishihsra, Y., Okuda, Y., Mitsude, Y. and Hirose, K.
Organizer
Goldschmidt2019
Int'l Joint Research
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