| 研究領域 | 核－マントルの相互作用と共進化～統合的地球深部科学の創成～ |
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| 研究課題/領域番号 |
15H05834
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
理工系
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| 研究機関 | 愛媛大学 |
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研究代表者 |
土屋 卓久 愛媛大学, 地球深部ダイナミクス研究センター, 教授 (70403863)
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| 研究分担者 |
土屋 旬 愛媛大学, 地球深部ダイナミクス研究センター, 准教授 (00527608)
出倉 春彦 愛媛大学, 地球深部ダイナミクス研究センター, 講師 (90700146)
宮腰 剛広 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 付加価値情報創生部門(数理科学・先端技術研究開発センター), 主任研究員 (60435807)
高橋 太 九州大学, 理学研究院, 准教授 (20467012)
ハーンルンド ジョン 東京工業大学, 地球生命研究所, 教授 (30723712)
竹広 真一 京都大学, 数理解析研究所, 准教授 (30274426)
中川 貴司 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 数理科学・先端技術研究分野, 主任研究員 (50396941)
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| 研究期間 (年度) |
2015-06-29 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
90,350千円 (直接経費: 69,500千円、間接経費: 20,850千円)
2019年度: 13,910千円 (直接経費: 10,700千円、間接経費: 3,210千円)
2018年度: 15,730千円 (直接経費: 12,100千円、間接経費: 3,630千円)
2017年度: 18,590千円 (直接経費: 14,300千円、間接経費: 4,290千円)
2016年度: 15,730千円 (直接経費: 12,100千円、間接経費: 3,630千円)
2015年度: 26,390千円 (直接経費: 20,300千円、間接経費: 6,090千円)
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| キーワード | 第一原理計算 / マントル対流計算 / 電磁流体計算 / ダイナミクスモデリング / 進化モデリング |
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| 研究成果の概要 |
本研究では、第一原理計算と連続体シミュレーションの2つの手法を柱として、核－マントルの物理的・化学的相互作用について研究を行った。深部マントル～核の温度圧力条件において鉱物物性を求める第一原理計算、及び揮発性成分や軽元素成分を考慮したマントル対流計算及びダイナモ計算などのコード開発を行った。これらを用い、下部マントルの平均化学組成や内核の粘性率の解明、核－マントル境界圧力まで安定な新たな高圧含水鉱物の発見、始原物質リザーバーの位置推定、核－マントル相互作用が核の不均質性や地球磁場の微細構造に与える影響などについて成果をあげ、Nature誌をはじめとする著名な国際誌に発表した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
地球内部科学における未解決の重要問題は、核とマントルを結合系としてとらえ、その相互作用を明らかにすることにより初めて解明が可能となる。しかし地球深部の温度圧力条件下での精密物性測定や、地質学的時空間スケールでの地球の変遷の再現を実験室内で行うことはいまだ極めて困難であり、理論的数値的アプローチからの研究が欠かせない。これまであいまいだった物性データを第一原理計算から得られる高精度データに置き換え、より現実的なマントルや核の連続体シミュレーションを実現したことにより、核－マントル結合系のダイナミクスや熱化学進化の理解を大きく進展させた。
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