地球内部物質の弾性率の圧力変化の測定

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06640547
• Research Category: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• Research Institution: Ehime University
• Principal Investigator: 大野 一郎 愛媛大学, 理学部, 教授 (00116914)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 鈴木 功 岡山大学, 理学部, 教授 (60033198) ; 木村 正樹 愛媛大学, 工学部, 助手 (50127891) ; 花山 洋一 愛媛大学, 工学部, 教授 (00036386)
• Keywords: 弾性率 / 高圧力 / 地球内部物性 / 共振法 / ガス圧

Research Abstract

試料に対する振動子の配置を変え、より鮮明なスペクトルが測定されるようになった。
今年度新しく導入した信号源(Tektronix AFG2020)とソフトウェア(LabVIEW)により、CW法によるデータ集録をディジタル化した。これによりスペクトル・データの保存、加工、表示が便利に行えるようになった。
地球中心核のアナログ物質としてのRu-30%Fe多結晶試料の共振周波数の圧力変化を0.12GPaまで測定した。そこから、弾性率の圧力勾配としてdK/dP=8,dμ/dP=2.8〜3.0が得られた。これらは、常識的な値より数10〜100%大きいので、多結晶試料の空隙がつぶれることにより、大きな値となっている可能性がある。そのため、今後より高い圧力まで測定する、単結晶試料を測定する、などが必要である。
いままで課題であった、スフェロイダル・モードにおける試料と周囲の流体とのカップリングが共振周波数に及ぼす影響を理論的に見積もり、補正するようにした。すなわち、球試料--流体の球殻の系で、流体表面で変位u_r=0の境界条件の下での特性方程式の根を求めるようにした。その結果、いままで試料--流体の結合効果の補正をしないで求めていたdK/dPの値が、例えば6.4=>6.1、5.3=>4.5のように、補正することによっていくらか小さく求まることがわかった。スフェロイダル・モードにおける試料--流体の結合効果の補正ができるようになったのは重要な成果である。ただし、特性方程式の根の数値計算において、特性関数にスパイクが現れるという問題点があるため、この点の改善が必要である。

Research Products

• [Publications] I.Ohno et al.: "Pressure derivatives of elastic constants of iron by cavity resonance method" Conference Proceedings for the Association for the International Advancement of High Pressure Science and Tech.931-934 (1994)
• [Publications] I.Suzuki et al.: "Elasticity measurements on materials analogous to iron in the inner core of the earth by FT-RST" Conference Proceedings for the Association for the International Advancement of High Pressure Science and Tech.935-938 (1994)