2013 Fiscal Year Annual Research Report
鉄メルトの密度・弾性波速度におよぼす軽元素の影響：地球外核の軽元素の解明
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23340159
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
寺崎 英紀 大阪大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (50374898)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
浦川 啓 岡山大学, 自然科学研究科, 准教授 (30201958)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 鉄合金 / 融体 / 弾性波速度 / 密度 / 高圧 / 中心核 / X線トモグラフィー |
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| Research Abstract |
地球中心核の限られた観測値である地震波速度データと直接比較を行い溶融外核中の軽元素に制約を与えるため、高温高圧下における鉄-軽元素合金融体の密度と弾性波速度を求めることは重要である。25年度は、本課題で導入した弾性波速度測定システムとトモグラフィー(CT)測定により確立した密度・音速同時測定法を用いて、合金融体の密度・音速測定を行った。
・測定系の最適化：密度測定では試料周囲部のX線吸収を低減する必要があるため、本年度は試料セル改良により、周囲由来のノイズを大幅に低減させた。また弾性波速度用にアンプを導入し、解析に十分な試料からの超音波信号強度を得られるようになった
・合金融体の密度・音速同時測定：SPring-8ビームライン(BL20XU, BL20B2)にて、Ni-S, Fe-Ni-C, Fe-Ni-Si融体の密度・弾性波速度同時測定をおこなった。実験は1.0 GPaまでの圧力条件において1973 Kまでの温度条件で測定を行うことができた。この結果、Ni-S融体については密度の増加と共に弾性波速度が単調増加するという重要な結果が得られた。また本研究で得られた密度と弾性波速度データより、これまで誤差の大きかった融体の体積弾性率やその圧力依存性などの弾性定数についても精密に決定することができた。得られた結果は現在論文としてまとめ、国際学術雑誌に投稿中である。
加えて弾性波速度については、BL04B1にてFe-Ni-C, Fe-Ni系融体の測定を6.5GPaまでの圧力条件で行い、これら融体の縦波速度の圧力依存性は比較的緩やかであることがわかった。密度については、BL22XUにてFe-C, Fe-O系融体の測定を6 GPaまでの条件で行い、これら融体の密度の圧力依存性を得ることに成功した。これらの結果より融体の密度・弾性波速度に与える軽元素の影響について議論することが可能となった。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(27 results)
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[Journal Article] The sound velocity measurements of Fe3S2014
Author(s)
Kamada S., Ohtani E., Fukui H., Sakai T., Terasaki H., Takahashi S., Shibazaki Y., Tsutsui S., Baron A. Q. R., Hirao N., Ohishi Y.
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Journal Title
American Mineralogist
Volume: 99
Pages: 98-101
Peer Reviewed
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[Presentation] Sound velocity measurements for iron alloys at Earth core pressures and universal relations between solid and liquid
Author(s)
境家 達弘, 横山 直也, 細木 亮太, 近藤 忠, 境家 達弘, 横山 直也, 細木 亮太, 近藤 忠, 寺崎 英紀, 重森 啓介, 弘中 陽一郎
Organizer
Japan Geoscience Union Meeting 2013
Place of Presentation
幕張メッセ、千葉
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[Presentation] The effect of pressure and temperature on sound velocity and density of Ni-S liquid
Author(s)
Terasaki, H., K. Nishida, S. Urakawa, K. Uesugi, S. Kuwabara, Y. Takubo, Y. Shimoyama, A. Takeuchi, Y. Suzuki, Y. Kono, Y. Higo, T. Kondo,
Organizer
American Geophysical Union Fall meeting 2013
Place of Presentation
Moscone South, San Francisco, USA
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[Presentation] The effect of carbon on sound velocity of liquid Fe under high pressure
Author(s)
Kuwabara, S., H. Terasaki, K. Nishida, M. Sakurai, Y. Shimoyama, M. Ushioda, Y. Higo, K. Funakoshi, T. Kondo
Organizer
American Geophysical Union Fall meeting 2013
Place of Presentation
Moscone South, San Francisco、USA
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[Presentation] Vp and EOS of Fe3S
Author(s)
Kamada S., Ohtani E., Fukui H., Sakai T., Terasaki H., Shibazaki Y., Tsutsui S., Baron A. Q. R., Hirao N., Ohishi Y.
Organizer
Workshop on Elasticity and Iron
Place of Presentation
ホテル若松, 兵庫
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