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2010 Fiscal Year Annual Research Report

外核の化学組成の決定

Research Project

Project/Area Number 22340131
Research InstitutionJapan Agency for Marine-Earth Science and Technology

Principal Investigator

小野 重明  独立行政法人海洋研究開発機構, 地球内部ダイナミクス領域, 主任研究員 (20313116)

Keywords量子力学計算 / 高温高圧実験 / 鉄
Research Abstract

地球外核は、その大部分が金属鉄の溶融体であるが、化学組成は純粋な鉄でなく、軽い密度の元素が溶融していると考えられている。この軽い元素の正体を、スーパーコンピュータを用いた量子力学計算と、ダイヤモンドアンビルセル高温高圧実験との二つの異なる手法を有機的に結びつけて、外核候補物質の密度および地震波速度を精密に決定する。研究結果から、ある化学組成に対応した密度と地震波速度データを見積もることができるので、観測されている外核の密度および地震波速度を比較し、外核の化学組成の解明を試みることを目指している。初年度は、研究で用いる第一原理計算の信頼性を上げるため、室内実験との比較を行った。まず、室内実験のための実験機器の立ち上げを行った。高温高圧条件下で液体の状態分析を行うため、特殊なラマン分光システムを作製した。特に、紫外線を励起光源としたことにより、従来のラマン分光装置よりも高温条件で精度の高いデータの取得が可能になった。その装置を用い、金属メルトの分析を行い、メルトの構造に対応するラマン光の波数データを測定した。そして、分析された金属メルトの構造を、量子力学計算で、どの程度再現することが可能であるかをチェックした。その結果、構造変化の圧力依存性と温度依存性について、実験データとの差異が確認された。そのため、量子力学計算の計算精度を高めるために、計算コードで使用している近似法の再検討を行うことが必要であり、次年度以降は、改良した量子力学計算手法を用いて、金属メルトの物性変化を見積もる予定である。

  • Research Products

    (4 results)

All 2011 2010

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (1 results)

  • [Journal Article] Elastic, thermal and structural properties of platinum2011

    • Author(s)
      S.Ono, et al.
    • Journal Title

      J.Phys.Chem.Solid

      Volume: 72 Pages: 169-175

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Electrical conductivity of MgCO_3 at high pressures and high temperatures2011

    • Author(s)
      K.Mibe, et at.
    • Journal Title

      Physica B

      Volume: 406 Pages: 2018-2020

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 信頼性の高い状態方程式の構築のための理論計算と高圧実験からのアプローチ2010

    • Author(s)
      小野重明
    • Journal Title

      高圧力の科学と技術

      Volume: 20 Pages: 244-251

    • DOI

      DOI:10.4131/jshpreview.20.244

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Carbonates in deep mantle2010

    • Author(s)
      S.Ono
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2010年大会
    • Place of Presentation
      千葉、幕張メッセ国際会議場
    • Year and Date
      2010-05-23

URL: 

Published: 2012-07-19  

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