複合体としてのマントル岩石物性:試料合成・弾性測定・モデリングによる実証的研究

2009 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19204044
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 米田 明 Okayama University, 地球物質科学研究センター, 准教授 (10262841)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山崎 大輔 岡山大学, 地球物質科学研究センター, 准教授 (90346693) ; 芳野 極 岡山大学, 地球物質科学研究センター, 准教授 (30423338)
• Keywords: 複合弾性 / 結晶弾性 / 有限要素法 / 高圧相鉱物

Research Abstract

本年度の研究内容を下記の4項目に纏めた。(1)EBSD結晶配向測定装置の導入と流動実験の組織観察:平成19年度に本研究費で購入予定であったEBSD装置は予算減額のため購人を断念しにが、幸い平成20年度採択の基盤研究S(代表者:桂智男)で新品のFE-SEMと一括で購入できた。蒸着装置など関連装置を本研究費で整備した。山崎・芳野を中心に流動組織観察で成果を出している。(2)有限要素法による複合弾性論の展開:2次元多孔質体の解析から始め、予想を越えて有用な結果を得ることが出来た。現在は2次元複合体と3次元多孔質体の解析を実施中である。比較的短期間で目標を達成できると考えそいる。(3)緻密多結晶体試料の高圧合成と巨視的弾性異方性の測定と解析:CaIr03の焼結体を作成しEBSD観察と弾性的異方性を測定し、D"層の地震波速度異方性を考察する予定であったが、純良な焼結体作成に失敗し頓挫している。上記(2)と連携させて新たな展開を模索しているとろである。(4)高圧相大型単結晶の育成と単結晶弾性測定:SiO2の高圧相であるスティショバイトの大型単結晶の合成に成功し、直方体試料に整形し結晶弾性定数測定に成功した。得られた結果は従来のブリリュアン法によるものより1-2%高い弾性波速度を示唆する結果を得た。
上記に示したように基盤研究Aの諸課題が-区切りついたところである。次年度は最終年度であり研究を完成に向けて進展させていくのは当然であるが、緊急性の高い新規研究課題を迅速に進展させていくために新たな研究計画を作成し基盤研究Sに最終年度申請している。現在は結果まちであるが、基盤研究Sに採択された場合には、より包括的な研究計画に転換することになる。

Research Products

• [Journal Article] Thermal expansion of forsterite at high pressures determined by in situ X-ray diffraction : the adiabatic geotherm in the upper mantle, (2010)
  • Author(s): T.Katsura, et al.
  • Journal Title: Phys. Earth Planet. Int. 174(in press) Pages: 86-92
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Single Crystal Growth of Wadsleyite (2010)
  • Author(s): A.Shatskiy, K.Litasov.T.Matsuzaki3, K.Shinoda, D.Yamazaki3, A.Yoneda, E.Ito, T.Katsura :
  • Journal Title: American Mineragist, In press. 94 Pages: 1130-1136
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A. Nakamura : A new 6-axis apparatus to squeeze the Kawai-cell of sintered diamond cubes (2009)
  • Author(s): E.Ito, T.Katsura, D.Yamazaki, A, Yoneda, M.Tado, T.Ochi, E.Nishibara,
  • Journal Title: Phys. Earth Planet. Inter., 174, 264-269, 2009. 174 Pages: 264-269
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] P-V-T relations of MgSiO3 perovskite determined by in situ X-ray diffraction using a large-volume high-pressure apparatus, (2009)
  • Author(s): T.Katsura, et al.
  • Journal Title: Geophys. Res. Lett., 36, L01306, 2009. 36 Pages: L01305
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] P-V-T relations of wadsleyite determined by in situ X-ray diffraction in a large-volume high-pressure apparatus. (2009)
  • Author(s): T.Katsura, et al.
  • Journal Title: Geophys. Res. Lett., 36, L11307, 2009. 36 Pages: L11307
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Texture of(Mg, Fe)SiO3 perovskite and ferro-periclase aggregate : implications for rheology of the lower mantle, (2009)
  • Author(s): D.Yamazaki, T.Yoshino, T.Matsuzaki, T.Katsura, A.Yoneda :
  • Journal Title: Phys. Earth Planet. Inter., 174, 138-144, 2009. 174 Pages: 138-144
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Heat capacity measurement under high pressure : a finite element method assessment, (2009)
  • Author(s): A.Yoneda, M Osako, E.Ito :
  • Journal Title: Phys. Earth Planet. Int., 174, 309-314, 2009. 174 Pages: 309-314
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Pore effect on macroscopic physical properties I : Composite elasticity determined using a two dimensional buffered layer FEM model, (2009)
  • Author(s): A.Yoneda :
  • Organizer: AIRAPT
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2009-07-27
• [Presentation] 有限要素法による扁平空孔系の巨視的弾性解析とクラック効果への応用 : (2009)
  • Author(s): 米田明
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2009年大会
  • Place of Presentation: 千葉市
  • Year and Date: 2009-05-18
• [Remarks]
  • URL: http://www.misasa.okayama-u.ac.jp/~hacto/