マントル400・670km不連続は物質境界か相転移か

• 研究課題/領域番号: 04804026
• 研究種目: 一般研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 固体地球物理学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 藤澤 英幸 東京大学, 地震研究所, 助手 (50012927)
• 研究期間 (年度): 1992
• 研究課題ステータス: 完了 (1992年度)
• 配分額: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円); 1992年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
• キーワード: マントル / 不連続 / 弾性波速度 / 高圧測定 / オリビン・スピネル転移 / ペロボスカイト / メージャライト / 速度不連続

研究概要

1、この研究の発端は、マントル400km不連続の成因と考えられているオリビン・スピネル転移に関連して、オリビンとスピネルの弾性波速度を、高圧下で測定した事に始まる。この測定によればオリビン・スピネル転移に伴う縦波速度の増加は約10%であった。一方、地震学的研究によれば、400km不連続点における縦波速度の増加は約5%である。
2、この不一致を説明するためには、上部マントルの主要構成鉱物と考えられているオリビンだけでなく、副成分である輝石やざくろ石の弾性波速度について、400km付近の圧力に対応する圧力下で、測定する必要がある。
3、この測定のために、高性能パルス発生器を購入し、成功裏に使用しつつある。
4、輝石とざくろ石の混合物は400km不連続の付近でざくろ石型固溶体(メージャライト)をつくる。この固溶体化にともないやや不連続的に密度も増加する。したがって、弾性波速度のやや不連続的な増加も期待できる。
5、このメージャライトを合成し弾性波速度の測定を行うことに成功した。
6、670km不連続については、この不連続に関して最も重要なペロボスカイトについて、現存する微小試料を用いて、その弾性波速度の測定を試みつつあるがまだ初歩的な段階にとどまっている。
7、現在までの研究の成果を基に考えると、400km不連続の成因については、現在広く受け入れられている「オリビン・スピネル転移」ではなく、物質境界を示唆するものである。670km不連続については、現在利用可能なペロボスカイトの試料の大きさが不足のため、意味あるデータがとれていない。残念である。