1997 Fiscal Year Annual Research Report
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09304051
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Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
大谷 栄治 東北大学, 大学院・理学研究科, 教授 (60136306)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鈴木 昭夫 東北大学, 大学院・理学研究科, 助手 (20281975)
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| Keywords | 焼結体ダイヤモンド / 含水鉱物 / 下部マントル / 含水G相 / 融解温度 / コマチアイト / クラトニックペリドタイト / 初期地球 |
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| Research Abstract |
本年度においては、焼結体ダイヤモンド製のアンビルを用いて、圧力を発生するための予備実験を開始した。新たに導入した700トンキュービック高圧装置および研究室に既存の高圧装置を用いて圧力発生実験を行い約28GPaまでの圧力の発生に成功した。
このシステムを用いて,MgSiO3-10%H2O及びMg2SiO4-5%H2O及びMg2SiO4-10%H2O系における含水鉱物の安定領域を明らかにした。この研究によって、マントルの遷移層と下部マントル最上部ではスーパーハイドラスB相と含水G相が水の貯蔵物質として有力であることを明らかにした。また、これらの鉱物の安定領域の温度圧力組成(Mg/Si比、水の量)依存性を明らかにした。
また、水の融解に体する影響を明らかにし、初期地球に生成したコマチアイトの成因を解明するために、地球深部200kmに相当する圧力において無水のカンラン岩およびカンラン岩+水系の溶融関係を明らかにすた。この実験によって、約1%程度の少量の水が存在した場合、コマチアイトマグマを生成する温度が150C程度低くなることが明らかになった。また、水を含んだ初期のマントルの融解にともなう残留固相がクラトンの下部の特異なマントル物質(ハルツバ-ジャイト質のクラトニックペリドタイト)である可能性を指摘した。これらの結果は初期の地球にはこれまで考えられていた以上に水が多く存在したことを示唆している。また、水の存在下では融解温度が低下する。したがって、水の存在を考慮すると初期地球の温度はこれまで考えられていたよりも低温であった可能性を指摘した。
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[Publications] E.Ohtani, H.Yurimoto, & si soto: "The element partitianing between metallic liguid,silicate liguid,and lower mantle minerels : Implicstions for the core formation of the Earth" Phys.Earth Planet.Inter.100. 97-114 (1997)
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[Publications] E.Ohtani, H.Mizobata, et al.: "A new Lyarous silicate,a water reservoir in the apper pont of the lower mantle" Geophys.Res.Lett.24. 1047-1050 (1997)
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[Publications] Y.Kudoh, T.Nagase, H.Mizobata, E.Othani: "Struature and crystcl chemistry of phase G,a new hydrous magnesiom silicate synthesijed at 22GPa,and 1050℃" Geophys.Res.Lett.24. 1051-1054 (1997)
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[Publications] P.Courtial, E.Ohtani, DB・Dinyevell: "High-temperature demsities of some mantle melts" Geochim.Cosmochim.Acta.61. 3111-3119 (1997)
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[Publications] E.Ohtani, H.Mizobata et al.: "Reply for comment by LG Liu T.Infune" Geophys.Res.Lett.(in press). (1998)
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[Publications] T.Kubo, E.Ohtani, et al.: "Effect of water on the α-β fransformation kimetics in San Carlos alivire and rheelong of wadsleyite" Geophys.Res.Lett.(in press). (1998)
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[Publications] E.Ohtani, A.Suzuki, T.Kato: "Proceedings for the US-Japan seminar on High Pressure Research Edited by MHMayhnani and T.Yagi" American Geophsical Union(in press), (1998)
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[Publications] E.Ohtani & T.J.Ahrens: "Physicel and Chemical eoolutim of the Earth" Elsevier publisher, 213 (1997)
