Studies of magmas under pressure by using high-pressure X-ray tomography

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19KK0093
• Research Category: Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 17:Earth and planetary science and related fields
• Research Institution: Ehime University
• Principal Investigator: Kono Yoshio 愛媛大学, 地球深部ダイナミクス研究センター, 准教授 (20452683)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 近藤 望 愛媛大学, 地球深部ダイナミクス研究センター, 特定研究員 (70824275) ; 桑原 秀治 愛媛大学, 地球深部ダイナミクス研究センター, 助教 (50505394) ; 大平 格 学習院大学, 理学部, 助教 (90873159)
• Project Period (FY): 2019-10-07 – 2023-03-31
• Keywords: マグマ / X線トモグラフィー / 高圧 / 弾性波速度 / メルト構造

Outline of Final Research Achievements

We conducted international collaboration researches by using three-dimensional X-ray microtomography measurements of melt-bearing rock samples and pair distribution function measurements of glasses at the Advanced Photon Source in USA, and by using high-pressure elastic wave velocity measurement at the SPring-8 in Japan. X-ray microtomography measurement enabled us to understand geometry of melt in rock sample. By combining elastic wave velocity measurement with melt geometry analysis using X-ray microtomography measurement, we succeeded in discussing the effect of melt on elastic wave velocity. The results provide important knowledge to discuss existence of magmas in the Earth and planetary interiors from seismological observations.

Free Research Field

地球内部科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

地球内部の高圧下におけるマグマの物理的性質と、さらにマグマがどのように岩石中に存在するかを理解することは、地球内部におけるマグマの状態・挙動を理解するという学術的意義だけでなく、マグマの上昇により引き起こされる火山噴火現象などの社会的課題の物質科学的理解のためにも重要である。本研究では、アメリカの放射光X線施設Advanced Photon Sourceの研究者と国際共同研究を推進することにより、(1)岩石中のメルトの形状・分布とそれが地震波速度へ与える影響の研究と、(2)高圧下におけるマグマの圧縮挙動についての研究、を行った。