2021 Fiscal Year Research-status Report
ケイ酸塩ガラスの超高圧その場弾性波速度測定から導く最下部マントルのメルトの安定性
| Project/Area Number |
21K14013
|
|---|
| Research Institution | Okayama University |
|---|
Principal Investigator |
増野 いづみ 岡山大学, 惑星物質研究所, 特任助教 (50822102)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2023-03-31
|
| Keywords | 超高圧実験 / 下部マントル / ダイヤモンドアンビルセル / ケイ酸塩ガラス |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、鉄を含むケイ酸塩ガラスの弾性波速度測定をすることで、深部マントルに存在しうるマグマの密度安定性を明らかにする。ガラスは高温下におけるメルトのアナログ物質であり、その物性を知ることは、地球深部でのメルト（マグマ）の挙動の解明につながる。本研究では最も単純化したケイ酸塩メルトの組成である鉄を含むエンスタタイトガラスを対象とし、特に鉄の挙動に注目し研究を進めている。
本年度は、鉄を含むエンスタタイトガラスの合成を終え、メスバウアー分光法を用いてそれぞれのエンスタタイトガラス中に含まれる鉄の２価３価比（Fe3+/ΣFe）を決定した。また放射光施設SPring-8のビームラインBL43LXUにて、ダイヤモンドアンビルセルを用いてFe3+を含むエンスタタイトガラスの高圧その場放射光X線非弾性散乱（ＩＸＳ）実験を行った。測定は常圧から約30 GPaまでの圧力範囲にて実施した。ガラス由来のピークは結晶由来のピークに比べて微弱ではあるが、常圧下～低圧力条件では非常に良質のＩＸＳスペクトルを取得することができた。取得したスペクトル解析の結果、目的としていたVs由来のデータだけではなく、試料のVp由来のデータも抽出することができた。一方で、圧力が上昇すればするほど、ガラス試料由来のピークのカウントが低下していくことから、良質なＩＸＳスペクトルを取得し弾性波速度データを抽出するためにはセルやガスケットを工夫する必要があることが分かった。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度はFe3+を含むエンスタタイトガラスのＩＸＳ測定実験を～30 GPaまでの圧力範囲で実施した。低圧側約16 GPaまで、特に～9GPaまでの圧力範囲では良質のスペクトルを取得することができ、目的のVsデータだけではなくVpデータも抽出することができた。一方で圧力が上昇するに従い、試料由来のピークのカウントが低下していくことから、Vsデータの取得にもセルの設置方向やベリリウムガスケットを使用するなどを工夫する必要があることが分かった。
|
| Strategy for Future Research Activity |
試料由来のピークのカウントを稼ぐため、ベリリウムガスケットを使用する。また圧力上昇に伴い、ベリリウム由来のピークも試料由来のピークに重なってくるため、ベリリウムピークをカットできる可能性がある、ビームラインBL43XUに新たに導入される入射スリットを試す。
|
