高圧下でのMg・ペロボスカイトの弾性波速度の測定と下部マントル物質構造の解明

1990 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 01540327
• Research Institution: Earthquake Research Institute, University of Tokyo
• Principal Investigator: 藤澤 英幸 東京大学, 地震研究所, 助手 (50012927)
• Keywords: Mg・ペロボスカイト / 弾性波速度 / 高圧実験 / 670km不連続 / 下部マントル / マントル鉱物

Research Abstract

本研究で目標とする下部マントルに相当する圧力領域では実験技術状の制約からmmサイズの試料を用いざるを得ない。Mg・ペロボスカイトは地表では天然には存在しない。本研究では超高圧下で合成された試料を用いる(岡山大学・地球内部研究センタ-の伊藤助教授による)。測定用に研磨後の大きさは、直径約1mm,長さ約2mmである。本研究に於て最も困難な点は、このように試料が非常に微少であることである。このような極微小試料を用いた測定の例はいままで報告されていない。筆者は、今までの長年の研究により、直径2mm,長さ2.5mm程度の高圧鉱物については、パルス法による伝播時間の測定に於て、入射パルスに起因する雑音と信号を確実に区別できるようになっているが、まずこの技術を改良する。
まず、このような微小試料の中をも観測に必要な程度のエネルギ-をもって弾性波が伝播し得るかどうかの確認に成功した。しかし、予想していたことではあるが、今までの経験の延長だけではうまく行かない面が多くあった。例えば、試料に対する振動子の大きさ、接着の方法等、極微小試料にあっては、誤差の要因になることが多い。また、試料中を伝播して来る波は、いろいろな「歪」を含んでいる。まず振動子は理想的でなく、当然、不用な周波数成分を含む。また、高圧下で合成された試料は、いろいろな意味で「理想試料」からほど遠い。例えば、粒径一つをとってみても、よくわかっていない。したがって、このような試料を伝播する波は、試料を伝播中に「変形」するらしい。結果として、伝播時間の推定に大きな誤差をもたらす要因になり得る。
本年度は、これらの負の要因を一つ一つつぶすべく精力的に実験を行ったが未だ完全な解決にいたら図、今後に課題を残した。

Research Products

• [Publications] 藤沢 英幸: "オリビンはマントルに存在するか?、(マントル鉱物の弾性波速度の測定と400km不連続の成因の研究)" 岩鉱. 特別号No.4. 115-120 (1989)
• [Publications] T.Sasakura,K.Suito,H.Fujisawa: "Measurement of ultrasonic wave velocities in fused quartz under hydrostatic pressures upto 6.0 GPa" Proc.XIth AIRAPT International Conference on High Pressure,Kiev(1987),Kiev Naukova Dumka. 2. 60-72 (1989)
• [Publications] T.Sasakura,H.Yoneda,K.Suito,H.Fujisawa: "Variation of the elastic constants of InSb near the covalentーmetalic transition," High Pressure Res.4. 318-320 (1990)