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2011 Fiscal Year Annual Research Report

高圧実験によるポストペロフスカイトとマントル最下部のレオロジー

Research Project

Project/Area Number 21340128
Research InstitutionOkayama University

Principal Investigator

山崎 大輔  岡山大学, 地球物質科学研究センター, 准教授 (90346693)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 伊藤 英司  岡山大学, 地球物質科学研究センター, 名誉教授 (00033259)
芳野 極  岡山大学, 地球物質科学研究センター, 准教授 (30423338)
Keywordsポストペロフスカイト / レオロジー / 異方性 / 相転移機構 / 選択配向
Research Abstract

地球の下部マントルは、主要に、珪酸塩ペロフスカイトで構成されている。このペロフスカイトは、約120GPaの圧力で、ポストペロフスカイトへと圧力誘起相転移を起こし、この相転移が、マントル最下部に存在するD"層との境界を形成していると考えられている。従って、ペロフスカイトからポストペロフスカイトへの相転移機構とレオロジー変化、さらには、ポストペロフスカイト自体のレオロジーを調査することは、マントル最下部から表層に至る全地球的岩石圏のダイナミクスを理解する上で欠かすことができない。
ペロフスカイトからポストペロフスカイトへの相転移を実験的に調査したところ、1.相転移に伴い、結晶粒の細粒化が起きることと、2.この相転移においては、ペロフスカイトとポストペロフスカイト間にトポタクティックな関係があり、ペロフスカイトのα軸(a_<pv>)が、ポストペロフスカイトのα軸(a_<ppv>)に、b_<pv>がc_<ppv>に、c_<pv>がb_<ppv>に置き換わることが示された。
これらの結果から、マントル最深部に沈み込んでいくスラブでは、支配的な変形機構が、ペロフスカイトの転位クリープから、ポストペロフスカイトの拡散クリープを経て、ポストペロフスカイトの転位クリープへと発展していく可能性が高い。さらに、マントル最深部での流動パターンを水平方向が卓越しているとした場合には、ペロフスカイトのスベリ系を考慮すると、相転移直後に(から)、強い弾性的異方性を形成することが示唆される。このことは、D"層深さで環太平洋地域での強いV_<SH>V_<SV>という地震波速度異方性を上手く説明できる。今後は、追試を重ね、この実験結果の確度を挙げていきたい。

  • Research Products

    (10 results)

All 2012 2011

All Journal Article (8 results) (of which Peer Reviewed: 8 results) Presentation (2 results)

  • [Journal Article] Static compression of (Mg_<0.83>,Fe_<0.17>)O and (Mg_<0.75>,Fe_<0.25>)O ferroperic lase up to 58 GPa at 300, 700, and 1100 K2012

    • Author(s)
      Matsui, M., Ito, E., Yamazaki, D., Yoshino, T., Guo, X., Shan, S., Higo, Y, Funakoshi, K
    • Journal Title

      Am.Min.

      Volume: 97 Pages: 176-183

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 焼結ダイヤモンドアンビルを組み込んだ川井型高圧装置による圧力発生2011

    • Author(s)
      山崎大輔
    • Journal Title

      高圧力の科学と技術

      Volume: 21 Pages: 272-277

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Silicon and magnesium diffusion in a single crystal of MgSiO_3 perovskite2011

    • Author(s)
      Xu, J., Yamazaki, D., Katsura, T., Wu, X., Remmert, P., Yurimoto, H., Chakraborty, S.
    • Journal Title

      J. Geophys. Res.

      Volume: 116

    • DOI

      DOI:10.1029/2011JB008444

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Compressibility of strontium orthophosphate Sr3(P04)2at high pressure2011

    • Author(s)
      Zhai, S., Xue, W., Yamazaki, D., Shan, S., Ito, E., Tomioka, N., Shimojuku, A., Funakoshi, K.
    • Journal Title

      Phys.Chem.Minerals

      Volume: 38 Pages: 357-361

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effect of iron content on electrical conductivity of ferroperic lase with implications for the spin transition pressure2011

    • Author(s)
      Yoshino, T., Ito, E., Katsura, T., Yamazaki, D., Shan, S., Guo, X., Nishi, M., Higo, Y., Funakoshi, K.
    • Journal Title

      J.Geophys.Res.

      Volume: 116 Pages: B04202

    • DOI

      10.1029/2010JB007801

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Synthesis and crystal chemica lcharacterization of the pyrochlore type MgZrSi2072011

    • Author(s)
      Xu, J, Ito, E., Yamazaki, D., Guo, X., Wu, X.
    • Journal Title

      Materials Chemistry and Physics

      Volume: 128 Pages: 410-412

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Crystal Structure of a New Carbon-Nitride-Related Material C2N2 (CH2)2011

    • Author(s)
      Sougawa, M., Sumiya, T., Takarabe, K., Mori, Y., Okada, T., Gotou, H., Yagi, T., Yamazaki, D., Tomioka, N., Katsura, T., Kariyazaki, H., Sueoka, K., Kunitsugu, S.
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics

      Volume: 50 Pages: 095503

    • DOI

      10.1143/JJAP.50.095503

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] High pressure generation using scaled-up Kawai-cell2011

    • Author(s)
      A.Shatskiy, T.Katsura, K.D.Litasov, A.V.Shcherbakova, Y.M.Borzdov, D.Yamazaki, A.Yoneda, E.Ohtani, E.Ito
    • Journal Title

      Phys.Earth Planet.Inter.

      Volume: 189 Pages: 92-108

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 焼結ダイヤモンドアンビルを組み込んだ川井型装置の圧力発生と地球構成物質の弾性2011

    • Author(s)
      山崎大輔・伊藤英司・芳野極・下宿彰・郭シンツァン・単シャンミン・肥後祐司・國本健広・舟越賢一
    • Organizer
      第52回高圧討論会
    • Place of Presentation
      沖縄キリスト教学院(沖縄県)
    • Year and Date
      2011-11-10
  • [Presentation] Interconnected ferro-periclase in the subducting slab at the top of lower mantle2011

    • Author(s)
      Daisuke Yamazaki
    • Organizer
      地球惑星関連連合大会
    • Place of Presentation
      幕張メッセ(千葉県)
    • Year and Date
      2011-05-25

URL: 

Published: 2013-06-26  

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