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2018 Fiscal Year Annual Research Report

ブリッジマナイト中の含水量の温度圧力依存性とその物性に与える影響

Research Project

Project/Area Number 16J02169
Research InstitutionEhime University

Principal Investigator

柿澤 翔  愛媛大学, 理工学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2016-04-22 – 2019-03-31
Keywords地球深部 / マントル / 水 / 高温高圧実験
Outline of Annual Research Achievements

地球は、水の惑星と称されるほど水に富んだ惑星であり、その水は地球深部にも存在していることが明らかにされている。特にマントル遷移層に存在するリングウッダイトには多量の水が固溶することが可能であるが、下部マントルに存在しているブリッジマナイトにどのくらい含まれ、その水がどのくらい影響を与えるかは不明であった。本研究では、マルチアンビル型高圧発生装置を用いて高温高圧合成実験を行い、様々な組成のブリッジマナイトを合成し、含水化に起因する置換様式および含水量の圧力依存性を明らかにした。また、合成したブリッジマナイトを大型放射光施設であるSPring-8に持ち込みその場観察実験を行うことで状態方程式の決定を行った。決定した状態方程式を地震学的観測と組み合わせることで下部マントルの含水量に制約を与えることに成功した。
また、マントル遷移層領域で重要であると考えられている含水鉱物スーパーハイドラスB相についても研究を行い、Alの効果で安定領域が格段に広がり、下部マントルに水を運搬する可能性を示唆した。また、スーパーハイドラスB相に対して単結晶構造解析を行い置換様式の推定を行った。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (23 results)

All 2019 2018

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (21 results) (of which Int'l Joint Research: 9 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Thermal equation of state of MgSiO4H2 phase H determined by in situ X-ray diffraction and a multianvil apparatus2018

    • Author(s)
      Nishi Masayuki、Tsuchiya Jun、Arimoto Takeshi、Kakizawa Sho、Kunimoto Takehiro、Tange Yoshinori、Higo Yuji、Irifune Tetsuo
    • Journal Title

      Physics and Chemistry of Minerals

      Volume: 45 Pages: 995~1001

    • DOI

      10.1007/s00269-018-0980-z

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Stability of Al-bearing superhydrous phase B at the mantle transition zone and the uppermost lower mantle2018

    • Author(s)
      Kakizawa Sho、Inoue Toru、Nakano Hideto、Kuroda Minami、Sakamoto Naoya、Yurimoto Hisayoshi
    • Journal Title

      American Mineralogist

      Volume: 103 Pages: 1221~1227

    • DOI

      10.2138/am-2018-6499

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Effect of pressure and Fe on water solubility of Al-bearing hydrous bridgmanite2019

    • Author(s)
      Kakizawa, S., Inoue, T., Abe, R., Kuroda, M., Sakamoto, N., and Yurimoto, H.
    • Organizer
      4th International HiPeR symposium
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 含水ブリッジマナイトの最大含水量の圧力・化学組成依存性2019

    • Author(s)
      柿澤翔, 井上徹, 阿部遼太郎, 黒田みなみ, 坂本直哉, 圦本尚義
    • Organizer
      第 6 回 愛媛大学先進超高圧科学研究拠点(PRIUS)シンポジウム
  • [Presentation] Incorporation of nitrogen into the lower-mantle minerals under high pressure2018

    • Author(s)
      Fukuyama, K., Kagi, H., Inoue, T., Shinmei, T., Kakizawa, S., Takahata, N., and Sano, Y.
    • Organizer
      Japan Geoscience Union Meeting 2018
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Deformation experiments of mixture of bridgmanite and ferropericlase using rotational diamond anvil cell2018

    • Author(s)
      Azuma, S., Nomura, R., Uesugi, K., Nakajima, Y., Kojima, Doi, S., and Kakizawa, S.
    • Organizer
      Japan Geoscience Union Meeting 2018
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Thermal equations of state of MgSiO4H2 phase H up to 63 GPa2018

    • Author(s)
      Nishi, M., Tsuchiya, J., Arimoto, T., Kakizawa, S., Kunimoto, K., Tange, Y., Higo, Y., and Irifune, T.
    • Organizer
      Japan Geoscience Union Meeting 2018
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Effect of water on compressibility of Al-bearing hydrous bridgmanite2018

    • Author(s)
      Kakizawa, S., Inoue, T., Kadobayashi, H., Nakano, S., and Hirai, H.
    • Organizer
      International Mineralogical Association 2018
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Hydrous bridgmanite: Water in the Earth's lower mantle2018

    • Author(s)
      Inoue, T., Kakizawa, S., Kuribayashi, T., Nagase, T., Grテゥaux, S., Noda, M., Higo,Y., Sakamoto, N., and Yurimoto, H.
    • Organizer
      International Mineralogical Association 2018
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Al partitioning between phase D and bridgmanite up to 31 GPa: implocations for discontinuity around 780 km and water transports into the lower mantle2018

    • Author(s)
      Xu, C., Kakizawa, S., Inoue, T.
    • Organizer
      International Mineralogical Association 2018
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Al substitution mechanism in anhydrous bridgmanite as a function of Al content2018

    • Author(s)
      Noda, M., Kakizawa, S., and Inoue, T.
    • Organizer
      International Mineralogical Association 2018
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Incorporation of nitrogen into stishovite under high pressure and high temperature -The possibility of forming a "Hidden" nitrogen reservoir in the lower mantle via subducting slabs-2018

    • Author(s)
      Fukuyama, K., Kagi, H., Inoue, T., Shinmei, T., Kakizawa, S., Takahata, N., and Sano, Y.
    • Organizer
      International Mineralogical Association 2018
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Alに富むsuperhydrous phase Bの安定性及び置換様式2018

    • Author(s)
      柿澤翔, 井上徹, 中野泰斗, 坂本直哉, 圦本尚義
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2018年大会
  • [Presentation] 低Al量での無水ブリッジマナイトのAl置換様式2018

    • Author(s)
      野田昌道, 井上徹, 柿澤翔
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2018年大会
  • [Presentation] Alに富む含水bridgmaniteの高圧中性子回折2018

    • Author(s)
      柿澤翔, 井上徹, 栗林貴弘, 服部高典, 佐野亜沙美
    • Organizer
      日本鉱物科学会2018年年会
  • [Presentation] 合成ローソン石の単純直方格子への圧力誘起相転移2018

    • Author(s)
      岡本啓太郎, 柿澤翔, 井上徹, 栗林貴弘, 長瀬敏郎
    • Organizer
      日本鉱物科学会2018年年会
  • [Presentation] XAFSによるFe-Ni-インバー合金の元素選択的な圧縮曲線の比較2018

    • Author(s)
      岩崎駿, 甲佐美宇, 石松直樹, 河村直己, 水牧仁一郎, 野村龍一, 柿澤翔, 入舩徹男, 角谷均
    • Organizer
      第22回XAFS討論会
  • [Presentation] 高圧下EXAFS測定によるFe-NiとFe-Ptインバー合金の磁気体積効果の比較2018

    • Author(s)
      甲佐美宇, 岩崎駿, 石松直樹, 河村直己, 水牧仁一郎, 野村龍一, 柿澤翔, 入舩徹男, 角谷均
    • Organizer
      日本物理学会2018年秋季大会
  • [Presentation] X線吸収分光測定によるFe-Niインバー合金の元素選択的な圧縮曲線2018

    • Author(s)
      岩崎駿, 甲佐美宇, 石松直樹, 河村直己, 水牧仁一郎, 野村龍一, 柿澤翔, 入舩徹男, 角谷均
    • Organizer
      日本物理学会2018年秋季大会
  • [Presentation] Bridgmaniteの含水量におけるFeの影響2018

    • Author(s)
      柿澤翔, 井上徹, 阿部遼太郎, 黒田みなみ, 坂本直哉, 圦本尚義
    • Organizer
      第59回高圧討論会
  • [Presentation] 広島大学理学研究科地球惑星システム学専攻におけるマルチアンビル装置用実験準備室の立ち上げ2018

    • Author(s)
      川添貴章, 柿澤翔, 井上徹
    • Organizer
      第59回高圧討論会
  • [Presentation] 高圧下EXAFS測定でみるFe-NiとFe-Ptインバー合金の磁気体積効果2018

    • Author(s)
      甲佐美宇, 岩崎駿, 石松直樹, 河村直己, 水牧仁一郎, 野村龍一, 柿澤翔, 入舩徹男, 角谷均
    • Organizer
      第59回高圧討論会
  • [Presentation] 放射光X 線を用いた閉鎖系におけるAl に富む含水ブリッジマナイトの状態方程式の決定2018

    • Author(s)
      柿澤翔, 井上徹, 西真之, 有本岳史, 門林宏和, 丹下慶範, 肥後祐司, 中野智志, 平井寿子
    • Organizer
      放射光物質構造科学の新展開:高圧物理科学と地球惑星科学
    • Invited

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Published: 2019-12-27  

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