• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to project page

2023 Fiscal Year Annual Research Report

Study of Martian core structure based on density and sound velocity measurements

Research Project

Project/Area Number 20H02008
Research InstitutionOkayama University

Principal Investigator

寺崎 英紀  岡山大学, 環境生命自然科学学域, 教授 (50374898)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 米田 明  大阪大学, 大学院理学研究科, 招へい研究員 (10262841)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2024-03-31
Keywords密度 / 弾性波速度 / 鉄合金 / 火星 / 高圧 / 中心核 / 状態方程式
Outline of Annual Research Achievements

火星は、測地観測や地震波観測から液体の中心核(コア)を持つことが報告されている (e.g. Irving+ 2023)。火星コア組成は、Fe-Ni-S系が有力視されるが文献により組成が異なる。地震波観測によるコアサイズを基にコア組成を制約するには、コア条件におけるFe-Ni-Sの密度と弾性(体積弾性率など)に関する情報が不可欠である。そこで本研究では、ダイヤモンドアンビルセル(DAC)を用いた密度と弾性波速度の複合測定により、火星コア条件におけるFe-Ni-Sの状態方程式の決定を目指している。本研究では、試料のX線透過率から密度を求めるX線吸収法とレーザー加熱式DACを組合わせた密度測定を実施し、GHz帯域超音波の干渉から波の伝播時間を求めるGHz超音波干渉法を用い弾性波速度測定を実施した。
2023年度は、Fe-Ni-Sの端成分であるFeS, Ni試料について、24 GPa, 2230 Kまでの条件で測定し、固体と液体の密度測定に成功した。Niの固体密度は、誤差が0.8-1.8 %でX線回折密度との差が0.01-2.2 %の精度で決定できた。液体密度は1.7 %の精度で求まった。得られた密度結果から、Niの等温体積弾性率は、KT0=173 GPaと求まった。
弾性波速度測定では、8-34 GPaの圧力条件でFe試料の伝播時間を測定した。X線吸収法を用いて試料のX線透過率から試料厚みを見積もった。またラボで試料厚みを求めるためにダイヤ面間距離計を製作した。これらの結果、Fe試料のbccおよびhcp相のP波速度が求まった。GHz超音波法による測定圧力を、34 GPaまで大きく拡張できた意義は大きい。また地球型惑星内部に関する国際集会(Workshop on Interiors of planetesimals and terrestrial planets)を開催した。

Research Progress Status

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (14 results)

All 2024 2023 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 2 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results) Funded Workshop (1 results)

  • [Int'l Joint Research] エジンバラ大学(英国)

    • Country Name
      UNITED KINGDOM
    • Counterpart Institution
      エジンバラ大学
  • [Journal Article] Wetting property of Fe‐S melt in solid core: Implication for the core crystallization process in planetesimals2024

    • Author(s)
      Matsubara Shiori、Terasaki Hidenori、Yoshino Takashi、Urakawa Satoru、Yumitori Daisuke
    • Journal Title

      Meteoritics and Planetary Science

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.1111/maps.14149

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Sound velocity and elastic properties of Fe-Ni-S-Si liquid: the effects of pressure and multiple light elements2023

    • Author(s)
      Yamada Iori、Terasaki Hidenori、Urakawa Satoru、Kondo Tadashi、Machida Akihiko、Tange Yoshinori、Higo Yuji
    • Journal Title

      Physics and Chemistry of Minerals

      Volume: 50 Pages: 19

    • DOI

      10.1007/s00269-023-01243-8

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Deuterium Content and Site Occupancy in Iron Sulfide at High Pressure and Temperature Determined Using In Situ Neutron Diffraction Measurements2023

    • Author(s)
      Abeykoon Sumith、Howard Christopher、Dominijanni Serena、Eberhard Lisa、Kurnosov Alexander、Frost Daniel J.、Ballaran Tiziana Boffa、Terasaki Hidenori、Sakamaki Tatsuya、Suzuki Akio、Ohtani Eiji、Sano‐Furukawa Asami、Abe Jun
    • Journal Title

      Journal of Geophysical Research: Solid Earth

      Volume: 128 Pages: e2023JB026710

    • DOI

      10.1029/2023JB026710

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Density measurements of Fe-Ni-S liquids at high pressure2023

    • Author(s)
      Satoru Urakawa, Hidenori Terasaki, Syun-pachi Kishimoto, Naonori Inoue, Yuta Shimoyama, Yusaku Takubo, Akihiko Machida
    • Journal Title

      SPring-8/SACLA Research Report

      Volume: 11 Pages: 218-220

    • DOI

      10.18957/rr.11.4.218

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 3D distribution of FeS melt in orthopyroxene mantle: Implication to core segregation in planetesimals2023

    • Author(s)
      H. Terasaki, T. Yoshino, G. D. Bromiley, I. B. Butler, T. Miura, S. Matsubara, K. Kobayashi
    • Organizer
      Japan Geoscience Union meeting 2023
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Evaluation of Fe-S melt segregation in solid core during core crystallization in planetesimals2023

    • Author(s)
      S. Matsubara1, H. Terasaki, T. Yoshino, S. Urakawa,K. Kobayashi, G. D. Bromiley, I. Butler
    • Organizer
      Japan Geoscience Union meeting 2023
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] The effect of porosity on FeS melt migration in orthopyroxene mantles in planetesimals2023

    • Author(s)
      K. Kobayashi, H. Terasaki, T. Yoshino, S. Matsubara, S. Urakawa, G. D. Bromiley, I. B. Butler
    • Organizer
      Japan Geoscience Union meeting 2023
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] History of technological development of the GHz-DAC ultrasonics2023

    • Author(s)
      A. Yoneda, R. Tsuruoka, T. Kato, S. Kamada, H. Terasaki, T. Kondo, D. Yamazaki
    • Organizer
      Japan Geoscience Union meeting 2023
  • [Presentation] レーザー加熱式DACとX線吸収法を組み合わせた高温高圧下でのニッケル密度測定2023

    • Author(s)
      寺崎英紀、紙名宏幸、鶴岡椋、近藤忠、米田明、森岡康、櫻井萌、鎌田誠司、河口沙織
    • Organizer
      日本鉱物科学会2023年年会
  • [Presentation] レーザー加熱式ダイヤモンドアンビルセルを用いたX線吸収法によるFeSの密度測定2023

    • Author(s)
      森岡康、寺崎英紀、紙名宏幸、鶴岡椋、近藤忠、米田明、櫻井萌、河口沙織
    • Organizer
      日本鉱物科学会2023年年会
  • [Presentation] Possibility of percolative core formation in planetesimals2023

    • Author(s)
      H. Terasaki, T. Yoshino, G. D. Bromiley, I. Butler, K. Kobayashi, S. Matsubara, T. Miura
    • Organizer
      Workshop on Interiors of planetesimals and terrestrial planets (International)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Wetting property of Fe-S melt in solid core: Implication to core crystallization process in planetesimals2023

    • Author(s)
      S. Matsubara, H. Terasaki, T. Yoshino, S. Urakawa, D. Yumitori
    • Organizer
      Workshop on Interiors of planetesimals and terrestrial planets (International)
    • Int'l Joint Research
  • [Funded Workshop] Workshop on Interiors of planetesimals and terrestrial planets (International)2023

URL: 

Published: 2024-12-25  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi