2020 Fiscal Year Annual Research Report
なぜマントル流体は二酸化炭素に富むのか？：流体包有物による二酸化炭素の起源の解明
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19J21537
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
萩原 雄貴 北海道大学, 理学院, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2019-04-25 – 2022-03-31
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| Keywords | ラマン分光法 / 流体包有物 / 有限要素法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度は，ラマン分光法で得られたデータの精度や確度を高めるために，ラマン分光分析中に励起レーザーによって生じてしまうレーザー加熱が測定結果に与える影響に関して調査を行った．具体的には，以下の３つの疑問に答えるために研究を進めた：(1)ラマン分光分析中に包有物が励起レーザーによりどれ程加熱されているのか？：(2)多くの実験，光学，熱輸送，形状パラメータが包有物の加熱の程度に影響を与えうるがどのパラメータが最も影響力を持つのか？；(3)レーザー加熱が生じていても信頼できるデータを取得するにはどのような手順で測定を行うべきか？これらの研究を遂行するために，分析中の包有物温度を推定するためのその場温度計を開発した．また，分析中の包有物温度とパラメータの関係を調査するために有限要素法を利用して熱伝達シミュレーションを行った．最終的に，実験とシミュレーションを組み合わせてラマン分光分析中に生じるレーザー加熱の影響を評価した．この成果はChemical Geology誌にて出版された．
また，レーザー加熱が起こっている場合，ラマン分光分析によるCO2密度の測定精度にどの程度影響するのかを天然の流体包有物を利用して調査した．その結果，1.1 g/cm3以上の高密度ではレーザー加熱の影響はほとんどないがそれよりも低い密度の場合，ホスト鉱物の吸光係数によっては典型的なレーザーパワーでの分析でも，密度を10%以上も過小評価してしまう可能性があることが分かった．この結果はJournal of Raman Spectroscopyで査読中である．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
新型コロナウイルスの影響で，海外で行う予定であった実験やシミュレーションの日程が延期されているため研究の進行はやや遅れている．
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| Strategy for Future Research Activity |
最終年度は，マントル捕獲岩に適用できる，流体包有物と鉱物包有物を利用した地質圧力計の開発に取り組む．
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