| Project Area | Interaction and Coevolution of the Core and Mantle: Toward Integrated Deep Earth Science |
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| Project/Area Number |
15H05828
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Science and Engineering
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
Suzuki Akio 東北大学, 理学研究科, 准教授 (20281975)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
井上 徹 広島大学, 理学研究科, 教授 (00291500)
山田 明寛 滋賀県立大学, 工学部, 講師 (00543167)
肥後 祐司 公益財団法人高輝度光科学研究センター, 利用研究促進部門, 主幹研究員 (10423435)
栗林 貴弘 東北大学, 理学研究科, 准教授 (20302086)
舟越 賢一 一般財団法人総合科学研究機構(総合科学研究センター(総合科学研究室)及び中性子科学センター(研究開発, 中性子科学センター, 主任研究員 (30344394)
寺崎 英紀 大阪大学, 理学研究科, 准教授 (50374898)
鍵 裕之 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (70233666)
村上 元彦 東北大学, 理学研究科, 教授 (50401542)
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| Project Period (FY) |
2015-06-29 – 2020-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2019)
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| Budget Amount *help |
¥186,550,000 (Direct Cost: ¥143,500,000、Indirect Cost: ¥43,050,000)
Fiscal Year 2019: ¥36,920,000 (Direct Cost: ¥28,400,000、Indirect Cost: ¥8,520,000)
Fiscal Year 2018: ¥37,050,000 (Direct Cost: ¥28,500,000、Indirect Cost: ¥8,550,000)
Fiscal Year 2017: ¥37,050,000 (Direct Cost: ¥28,500,000、Indirect Cost: ¥8,550,000)
Fiscal Year 2016: ¥38,870,000 (Direct Cost: ¥29,900,000、Indirect Cost: ¥8,970,000)
Fiscal Year 2015: ¥36,660,000 (Direct Cost: ¥28,200,000、Indirect Cost: ¥8,460,000)
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| Keywords | 核-マントル / 地球内部 / 鉱物物理学 / 高圧力 / 量子ビーム / 核－マントル / 核ーマントル / 放射光 / マントル / 核 / 高圧 / マグマ / 元素循環 / 状態方程式 / ダイヤモンド / マントル物質 / 地球中心核 / 地球深部 |
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| Outline of Final Research Achievements |
We investigated the structure and properties of deep-Earth materials. We developed experimental techniques in collaboration with the A01-3 Group, using high pressure-temperature ultrasonic methods to measure the elastic wave velocities of hydrous and non-hydrous phases in the Earth's mantle. Moreover, we measured the velocities of silicate glasses, magmas, and metallic liquids under high pressure and temperature to study the heterogeneous structure of the Earth's deep interior. We conducted melting experiments on mantle materials under high pressure, and developed a model that attribute the chemical heterogeneity of the mantle to the transportation of ultrabasic magmas. Through the investigation of the solubility of nitrogen in silicate minerals at high pressure, we revealed that stishovite contains higher amounts of nitrogen compared to other minerals. Based on these experimental results, we proposed a new model for stishovite-transported nitrogen in the Earth's mantle and core.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本計画研究では、地球内部の不均質構造の形成と進化および元素循環プロセスの解明を目的として、核－マントル物質の構造と物性に関する研究に取り組んだ。特にKEK, J-PARC, SPring-8といった大型量子ビーム共用実験施設を活用した地球深部環境での実験に取り組んだ。その結果、地球深部の鉱物、マグマや地球中心核物質の弾性波速度を高精度で測定し、地震波速度構造と対比することができた。また、マグマが高圧含水相の物性を調べ、地球内部の化学進化モデルを提唱した。加えて、高圧鉱物中の窒素溶解度を調べて、地球深部の窒素循環および窒素リザーバーを明らかにした。
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