川井型装置による核マントル境界の温度圧力発生とマントル最深部実験地球科学の展開

2010 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 22224008
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 米田 明 岡山大学, 地球物質科学研究センター, 准教授 (10262841)
• 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) ; 山崎 大輔 岡山大学, 地球物質科学研究センター, 准教授 (90346693) ; 芳野 極 岡山大学, 地球物質科学研究センター, 准教授 (30423338) ; 富岡 尚敬 岡山大学, 地球物質科学研究センター, 准教授 (30335418)
• Keywords: ポストペロフスカイト / マントル核境界 / 川井型装置 / ペロフスカイト / D"層

Research Abstract

平成22年度において、焼結ダイヤモンドアンビル70個の購入の他、スパッタリング装置と高性能計算機の導入を行い、次年度以降の研究体制を整えた。スパッタリング装置では、電極・絶縁層・試料の薄膜小型化を行っていき今後のセルの小型化に対処していく。本技術の活用により、これまでセルの小型化の障害となっていた熱電対やヒーターを極限(μmレベル)まで小型薄膜化が実現できると予想している。
高性能計算機では、性能チェックの意味で3次元空孔体の解析を試み、従来使用していた計算機では不可能な巨大モデルの解析が楽々とこなせることを確認した。今後は弾塑性変形解析による圧力シミュレーションを目指すことになる。
本研究計画の根幹をなす焼結ダイヤモンドアンビルでは、より高い温度の発生を目指して半導体ダイヤモンドヒーターの開発を始めたところである。カーボンに対してボロンをドープする方法を複数模索中である。スパッタリング装置を使う方法も検討している。かねてより大迫・米田で実施してきた高圧下の熱物性測定においては、従来のセルを半分にスケールダウンしマントル遷移層での条件の実験を開始した。D"層条件での熱物性測定実現に向けてのスタートである。
差応力下での部分熔融岩石の電気伝導度の絶対値の異方性を評価するために、マルチアンビル装置を用いた静水圧下での電気伝導度測定を行った。
また、レオロジーを目的とした研究では、より広い温度圧力領域で安定して行うための実技術開発を行い、今後は、拡散クリープの場合でのポストペロフスカイトの粘性率の見積もり等の実験を志向する。

Research Products

• [Journal Article] 天体衝突におけるケイ酸塩鉱物の高圧相転移 (2011)
  • Author(s): 富岡尚敬, 木村眞
  • Journal Title: 日本結晶学会誌 Volume: 53 Pages: 76-80
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Compressibility of strontium orthophosphate Sr3(PO4)2at high pressure (2010)
  • Author(s): Zhai, S., Xue, W., Yamazaki, D., Shan, S., Ito, E., Tomioka, N., Shimojuku, A., Funakoshi, K.
  • Journal Title: Phys.Chem.Minerals Pages: DOI 10.1007/s00269-010-0409-9
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Electrical conductivity of basaltic and carbonatite melt-bearing peridotites at high pressures : implications for melt distribution and melt fraction in the upper mantle (2010)
  • Author(s): Yoshino, T., Laumonier, K., McIsaac, E., Katsura, T.
  • Journal Title: Earth Planet.Sci.Lett Volume: 295 Pages: 593-602
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Electrical conductivity of mantle peridotite at the uppermost lower mantle condition (2010)
  • Author(s): Yoshino, T., Katsura, T., Yamazaki, D., Ito, E
  • Journal Title: J.Phys.: Conference Series Volume: 215 Pages: doi:10.1088/1742-6596/215/1/012102
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The effect of inclusions on macroscopic composite elasticity : A systematic finite-element analysis of constituent and bulk elastic properties (2010)
  • Author(s): Yoneda, A., Sohag, F.H.
  • Journal Title: J.Phys.: Conference Series Volume: 215 Pages: doi:10.1088/1742-6596/215/1/012055
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Grain growth kinetics of majorite and stishovite in MORB (2010)
  • Author(s): Yamazaki, D., Matsuzaki, T., Yoshino, T.
  • Journal Title: Phys.Earth Planet.Inter. Volume: 183 Pages: 183-189
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Preliminary reports on in situ X-ray observation of ◆post-perovskite◆ in CaRuO3 (2010)
  • Author(s): Yamazaki, D., Ito, E., Yoshino, T., Guo, X.-G., Shun, S., Nishi, M., Higo Y., Funakoshi, K
  • Journal Title: J.Phys.: Conference Series Volume: 215 Pages: doi:10.1088/1742-6596/215/1/012096
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Thermal diffusivity, thermal conductivity and heat capacity of serpentine(antigorite) under high pressure (2010)
  • Author(s): Osako, N., Yoneda, A., Ito, E.
  • Journal Title: Phys.Earth Planet.Inter Volume: 183 Pages: 229-233
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Adiabatic temperature profile in the mantle (2010)
  • Author(s): Katsura, T., Yoneda, A., Yamazaki, D., Yoshino, T., Ito, E
  • Journal Title: Phys.Earth Planet.Inter Volume: 183 Pages: 212-218
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] High pressure generation and investigation of the spin transition of ferropericlase (Mg0.83, Fe0.17)O (2010)
  • Author(s): Ito, E., Yoshino, T., Yamazaki, D., Shatzkiy, A.S., Shun, S., Guo, X., Katsura, T., Higo, Y., Funakoshi, K.
  • Journal Title: J.Phys.: Conference Series Volume: 215 Pages: doi:10.1088/1742-6596/215/1/012099
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] High-pressure Raman spectra of tuite, γ -Ca3(PO4)2 (2010)
  • Author(s): Zhai, S., Wu, X., Ito, E.
  • Journal Title: J.Raman Spectrosc Volume: 41 Pages: 1011-1013
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Anisotropy of synthetic quartz electrical conductivity at high pressure and temperature. (2010)
  • Author(s): D.J.Wang, H.P.Li, L.Yi, T.Matsuzaki, T.Yoshino
  • Journal Title: Journal of Geophysical Research Volume: 115 Pages: doi:10.1029/2009JB006695
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 2010. Electrical conductivity of enstatite up to 20 GPa and 1600 K. (2010)
  • Author(s): B.Zhang, X.P.Wu, J.Xu, T.Katsura, T.Yoshino
  • Journal Title: Chinese Journal of Geophysics Volume: 53 Pages: 760-764
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Pressure generation and investigation of the post-perovskite transformation in MgGeO3 by squeezing the kawai-cell equipped with sintered diamond anvils (2010)
  • Author(s): Ito E., Yamazaki D., Yoshino T., Fukui H., Zhai S., Shatzkiy A., Katsura T., Tange Y., Funakoshi K.
  • Journal Title: Earth and Planetary Science Letters Volume: 293 Pages: 84-89
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Electrical conductivity measurements of periclase under high pressure and high temperature (2010)
  • Author(s): Wu X., Zhang B., Xu J., Katsura T., Zhai S., Yoshino T., Manthilake G., Shatskiy A.
  • Journal Title: Physica B Volume: 405 Pages: 53-56
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Laboratory Electrical Conductivity Measurement of Mantle Minerals (2010)
  • Author(s): Yoshino T
  • Journal Title: Surveys in Geophysics Volume: 31 Pages: 163-206
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Synthesis and characterization of strontium-calcium phosphate γ-Ca3-xSrx(PO4)2 (0〓x〓2) (2010)
  • Author(s): Zhai S., Kanzaki M., Katsura T., Ito E.
  • Journal Title: Materials Chemistry and Physics Volume: 120 Pages: 348-350
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Pressure-induced amorphization of albitic plagioclase in an externally heated diamond anvil cell (2010)
  • Author(s): Tomioka, N., Kondo, H., Kunikata, A., Nagai, T.
  • Journal Title: Geophysical Research Letters Volume: 37 Pages: doi:10.1029/2010GL044221
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Mid-infrared spectra of the shocked Murchison CM chondrite : Comparison with astronomical observations of dust in debris disks (2010)
  • Author(s): Morlok, A., Koike, C., Tomioka, N., Mann, I., Tomeoka, M.
  • Journal Title: Icarus Volume: 207 Pages: 45-53
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Diffusion of Co.Mo and W in FeNi alloy at high pressure (2010)
  • Author(s): S.Shan, N.Wang, T.Yoshino, D.Yamazaki
  • Organizer: American Geophysical Union, Fall meeting 2010
  • Place of Presentation: Moscone Convention Center (United States of America)
  • Year and Date: 2010-12-16
• [Presentation] Laboratory-based conductivity structure in the mantle transition zone (2010)
  • Author(s): T.Yoshino, T.Katsura, A.Shimojuku
  • Organizer: American Geophysical Union, Fall meeting 2010
  • Place of Presentation: Moscone Convention Center (United States of America)
  • Year and Date: 2010-12-15
• [Presentation] Electrical conductivity anisotropy of natural deformed talc rocks and serpentinite at 3 Gpa (2010)
  • Author(s): X.Guo, T.Yoshino, D.Yamazaki, I.Katayama
  • Organizer: American Geophysical Union, Fall meeting 2010
  • Place of Presentation: Moscone Convention Center (United States of America)
  • Year and Date: 2010-12-14
• [Presentation] Electrical conductivity of fluid-bearing quartzite at high pressure and high temperature (2010)
  • Author(s): A.Shimojuku, T.Yoshino, D.Yamazaki
  • Organizer: American Geophysical Union, Fall meeting 2010
  • Place of Presentation: Moscone Convention Center (United States of America)
  • Year and Date: 2010-12-14
• [Presentation] Elastic Constants of Single Crystal Stishovite Determined by High Frequency Resonant Ultrasound Spectroscopy (HRUS) (2010)
  • Author(s): Yoneda, A、Cooray, T、Shatskiy, A、Sohag, H
  • Organizer: American Geophysical Union 2010 Fall Meeting
  • Place of Presentation: サンフランシスコ(米国)
  • Year and Date: 2010-12-13
• [Presentation] Origin of the low velocity zone : perspectives of electrical conductivity and melt morphology (2010)
  • Author(s): T.Yoshino
  • Organizer: American Geophysical Union, Fall meeting 2010
  • Place of Presentation: Moscone Convention Center (United States of America)(Invited 招待講演)
  • Year and Date: 2010-12-13
• [Presentation] Compression of MgSiO3 and (Mg,Fe)SiO3 perovskites based on the pressure generation technique using sintered diamond anvils in a Kawai-type apparatus (2010)
  • Author(s): D.Yamazaki, E.Ito, T.Yoshino, A.Shimojuku, A.Yoneda, S.Shan, X.Guo, Y.Higo, K.Funakoshi
  • Organizer: American Geophysical Union, Fall meeting 2010
  • Place of Presentation: Moscone Convention Center (United States of America)
  • Year and Date: 2010-12-13
• [Presentation] Structure study of a new carbon-nitride-related-material (2010)
  • Author(s): Masaya Sougawa, et al.
  • Organizer: 5th Asian Conference on High Pressure Research
  • Place of Presentation: くにびきメッセ(島根県)
  • Year and Date: 2010-11-12
• [Presentation] Porosity and inclusion effects on macroscopic composite elasticity in terms of the two dimensional finite element method analysis (2010)
  • Author(s): Yoneda, A., Sohag, F.
  • Organizer: Tandem Symposium on Deep Earth Mineralogy
  • Place of Presentation: 武漢市(中国)
  • Year and Date: 2010-11-06
• [Presentation] 超高圧相から読み解く小天体の衝突過程 (2010)
  • Author(s): 富岡尚敬
  • Organizer: 衝突研究「衝突と物質科学」
  • Place of Presentation: 北海道大学低温研究所(北海道)
  • Year and Date: 2010-11-05
• [Presentation] 高周波共振法によるステショバイトの結晶弾性 (2010)
  • Author(s): 米田明、タイタス・コレ、アントン・シャツキー
  • Organizer: 第51回高圧討論会
  • Place of Presentation: 仙台市戦災復興記念館(宮城県)
  • Year and Date: 2010-10-22
• [Presentation] 含水珪酸塩の高圧下の熱的性質 (2010)
  • Author(s): 大迫正弘、米田明、米原実秀
  • Organizer: 第51回高圧討論会
  • Place of Presentation: 仙台市戦災復興記念館(宮城県)
  • Year and Date: 2010-10-21
• [Presentation] 焼結ダイヤモンドアンビルを用いた川井型装置での圧力発生とペロフスカイトの圧縮率 (2010)
  • Author(s): 山崎大輔、伊藤英司、芳野極、下宿彰、肥後祐司、舟越賢一
  • Organizer: 高圧討論会
  • Place of Presentation: 仙台市戦災復興記念館(宮城県)
  • Year and Date: 2010-10-21
• [Presentation] フェロペリクレースのスピン転移圧力の鉄濃度依性 (2010)
  • Author(s): 芳野極・伊藤英司・山崎大輔・桂智男・シャンシャンミン・グオジンツアン・西真之・肥後祐司・舟越賢一
  • Organizer: 高圧討論会
  • Place of Presentation: 仙台市戦災復興記念館(宮城県)
  • Year and Date: 2010-10-20
• [Presentation] 高温圧下における流体相を含む岩石中の電気伝導度測定 (2010)
  • Author(s): 下宿彰・芳野極・山崎大輔
  • Organizer: 高圧討論会
  • Place of Presentation: 仙台市戦災復興記念館(宮城県)
  • Year and Date: 2010-10-20
• [Presentation] 窒化炭素の合成と評価 (2010)
  • Author(s): 寒川匡哉, ほか
  • Organizer: 高圧討論会
  • Place of Presentation: 仙台市戦災復興記念館(宮城県)
  • Year and Date: 2010-10-20
• [Presentation] ヴィガラノ隕石の難揮発性包有物中のCaAl2O4相 (2010)
  • Author(s): 富岡尚敬、丸山誠史、大西市朗
  • Organizer: 日本鉱物科学会年会
  • Place of Presentation: 島根大学(島根県)
  • Year and Date: 2010-09-23
• [Presentation] ヴィガラノCV3隕石のCa,Al,Feに富む包有物 (2010)
  • Author(s): 丸山誠史, 富岡尚敬
  • Organizer: 日本鉱物科学会年会
  • Place of Presentation: 島根大学(島根県)
  • Year and Date: 2010-09-23
• [Presentation] ヴィガラノCV3隕石のCa,Al,Feに富む包有物 (2010)
  • Author(s): 丸山誠史, 富岡尚敬
  • Organizer: 日本地球化学会
  • Place of Presentation: 立正大学(埼玉県)
  • Year and Date: 2010-09-09
• [Presentation] Laboratory-based conductivity structure in the mantle (2010)
  • Author(s): T.Yoshino
  • Organizer: Western Pacific Geophysics Meeting
  • Place of Presentation: 台北市コンベンションセンター(台湾)(招待講演)
  • Year and Date: 2010-06-22
• [Presentation] Rheology of the subducted slab in the lower mantle inferred from the connectivity of ferro-periclase in the post-spinel aggregates (2010)
  • Author(s): 山崎大輔
  • 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: 2010-05-27
• [Presentation] 共振法による単結晶スティショバイトの弾性定数測定 (2010)
  • Author(s): 米田明、タイタス・コレ、ソハグ・ハサン
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2010年大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ(千葉県)
  • Year and Date: 2010-05-26
• [Presentation] The effect of inclusions on macroscopic composite elasticity : A systematic finite-element analysis of constituen (2010)
  • Author(s): ソハグ・ハサン、米田明
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2010年大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ(千葉県)
  • Year and Date: 2010-05-26
• [Presentation] Mechanism of transformation from perovskite to post-perovskite (2010)
  • Author(s): D.Yamazaki, M.Murakami, M.Miyahara
  • 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: 2010-05-25
• [Presentation] 脱水に伴う含水鉱物・含水岩石の電気伝導度変化 (2010)
  • Author(s): 藤田清士, 桂智男, 市來雅啓, 芳野極, 小林記之, 小川康雄
  • Organizer: 地球惑星科学連合大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ(千葉県)
  • Year and Date: 2010-05-25
• [Presentation] マントルの断熱温度プロファイル (2010)
  • Author(s): 桂智男、米田明, 山崎大輔、芳野極, ほか
  • Organizer: 地球惑星科学連合大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ(千葉県)
  • Year and Date: 2010-05-25
• [Presentation] フェロペリクレースのスピン転移圧力への鉄の量の影響 (2010)
  • Author(s): 芳野極、桂智男、山崎大輔, ほか
  • Organizer: 地球惑星科学連合大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ(千葉県)
  • Year and Date: 2010-05-25
• [Presentation] In Situ Infiltration Experiments of Basalt- San Carlos Olivine Couple Based on the Electrical Resistance Measurements (2010)
  • Author(s): Xinzhuan Guo, Takashi Yoshino, Tomoo Katsura, ほか
  • Organizer: 地球惑星科学連合大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ(千葉県)
  • Year and Date: 2010-05-25
• [Presentation] 沈み込み帯火成活動のアナロジーとしての二相流体移動の実験的研究 (2010)
  • Author(s): 則竹史哉, 芳野極
  • Organizer: 地球惑星科学連合大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ(千葉県)
  • Year and Date: 2010-05-25
• [Presentation] 流体を含む岩石の電気伝導度 (2010)
  • Author(s): 芳野極
  • Organizer: 地球惑星関連連合大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ(千葉県)(招待講演)
  • Year and Date: 2010-05-24
• [Presentation] 東北地方上部マントル電気伝導度構造探査の為の長周期MT観測 (2010)
  • Author(s): 市來雅啓, 小川康雄, 吹野浩美, 長竹宏之, 藤田清士, 神田径, 小山崇夫, 松島政貴, 藤浩明, 上嶋誠, 芳野極
  • 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: 2010-05-24
• [Presentation] アンチゴライトの低熱伝導率とスラブ上の熱絶縁層の可能性 (2010)
  • Author(s): 大迫正弘、米田明、伊藤英司
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2010年大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ(千葉県)
  • Year and Date: 2010-05-23
• [Presentation] Electrical conductivity of carbonatite-bearing peridotite (2010)
  • Author(s): 芳野極, Mickael Laumonier, Elizabeth McIsaac, 桂智男
  • Organizer: 地球惑星科学連合大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ(千葉県)
  • Year and Date: 2010-05-23
• [Presentation] Laboratory-based conductivity structure in the mantle transition zone (2010)
  • Author(s): Takashi Yoshino, Tomoo Katsura, Kiyoshi Baba, Hisashi Utada
  • Organizer: European Geosciences Union
  • Place of Presentation: Vienna(Austria)(招待講演)
  • Year and Date: 2010-05-07
• [Presentation] Adiabatic temperature profile in the mantle (2010)
  • Author(s): Tomoo Katsura, Akira Yoneda, Daisuke Yamazaki, Takashi Yoshino, Eiji Ito
  • Organizer: European Geosciences Union
  • Place of Presentation: Vienna(Austria)
  • Year and Date: 2010-05-06
• [Book]
  • Author(s): http://www.misasa.okayama-u.ac.jp/jp/
• [Book]
  • Author(s): http://www.misasa.okayama-u.ac.jp/~hacto/