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ホットスポットの起源

研究課題

研究課題/領域番号 12002006
研究種目

特別推進研究

配分区分補助金
審査区分 物理系
研究機関東京工業大学

研究代表者

高橋 栄一  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (40144779)

研究分担者 廣瀬 敬  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助教授 (50270921)
平田 岳史  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助教授 (10251612)
金嶋 聡  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助教授 (80202018)
趙 大鵬  愛媛大学, 地球深部ダイナミクス研究センター, 教授 (70304665)
木村 純一  島根大学, 総合理工学部, 助教授 (30241730)
内海 渉  日本原子力研究所, 関西研究所・放射光科学研究センター, 副主任研究員(研究職)
研究期間 (年度) 2000 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
498,900千円 (直接経費: 423,000千円、間接経費: 75,900千円)
2004年度: 39,000千円 (直接経費: 30,000千円、間接経費: 9,000千円)
2003年度: 39,000千円 (直接経費: 30,000千円、間接経費: 9,000千円)
2002年度: 75,400千円 (直接経費: 58,000千円、間接経費: 17,400千円)
2001年度: 175,500千円 (直接経費: 135,000千円、間接経費: 40,500千円)
2000年度: 170,000千円 (直接経費: 170,000千円)
キーワードホットスポット / ホットスポット火山 / マントルプルーム / ハワイ / マグマ / マントルダイナミクス / 下部マントル / 核マントル境界 / 上部マントル
研究概要

高橋、平田、木村はマントルプルームの構成物質、温度、マグマの多様性を生ずる原因などを解明する目的でハワイホットスポット火山の研究を引き続き行い、プルーム中心からの火山距離に従ってマグマ組成が系統的に変化することを明らかにした(Ren、Takahashi,2004、2005)。さらにメルト泡有物の微量元素分析から、マグマの生成がプルーム内部に含まれるエクロジャイト成分に大きく依存し、火山の位置によるマグマ組成変化は、プルーム温度構造によるエクロジャイト成分とカンラン岩成分のマグマへの寄与の差であることを世界で始めて明らかにした(Ren, Takahashi Hirata, Natureに印刷中2005)。さらに高橋らは、エクロジャイトのマントル深部での密度を精密に決定するため、構成物質の量比の温度変化を相平衡実験で決定し(Aoki and Takahashi,2004)、エクロジャイト成分を構成する各種鉱物の弾性的性質をSPRING-8の放射光施設でX線その場観察により決定した(Nishihara, Takahashi.,2004a, b, c、2005a, b)。一方、広瀬は、マントルプルーム発生場である、下部マントル最下部および地球中心核の化学組成を解明するために単結晶ダイヤモンドアンビル装置を用いて200万気圧に達する高圧実験を成功させ、外核に数%の酸素が溶け込んでいることの初めての実験的証拠を見出し(Takafuji & Hirose,2004)また核に接するマントル最下部はMgSiO3ペロフスカイトがさらに相転移した高圧相でできていることを世界で始めて明らかにした(Murakami Hirose 2004 Science)。さらに金嶋と趙は地震学によりマントルプルームの深部構造および核の内部構造の研究に世界で始めて成功させた(Helffrich and Kaneshima,2004 Science)。

報告書

(4件)
  • 2004 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 2001 実績報告書
  • 2000 実績報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2005 2004 その他

すべて 雑誌論文 (6件) 文献書誌 (17件)

  • [雑誌論文] The Chemical Structure of the Hawaiian mantle plume2005

    • 著者名/発表者名
      任鐘元, 高橋栄一, 平田岳史
    • 雑誌名

      Nature 435(印刷中)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Thermal equation of state of majorite with MORB composition2005

    • 著者名/発表者名
      西原遊, 高橋栄一 ほか3名
    • 雑誌名

      Phys.Earth Planet.Interiors 148

      ページ: 73-84

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Petrogenesis of tholeiitic lavas from the submarine Hanaridge, Haleakala volcano, Hawaii2004

    • 著者名/発表者名
      任鐘元, 高橋栄一 ほか2名
    • 雑誌名

      Journal of Petrology 43

      ページ: 2067-2099

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Density of MORB eclogite in the upper mantle2004

    • 著者名/発表者名
      青木一郎, 高橋栄一
    • 雑誌名

      Phys.Earth Planet.Interiors 143

      ページ: 129-143

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Post-perovskite phase transition in MgSiO32004

    • 著者名/発表者名
      村上元彦, 広瀬敬, ほか4名
    • 雑誌名

      Science 304

      ページ: 855-858

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Seismological Constraints on Core Composition from Fe-O-S Liquid Immiscibility2004

    • 著者名/発表者名
      G.Helffrich, 金嶋 聡
    • 雑誌名

      Science 306

      ページ: 2239-2242

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [文献書誌] Eiichi TAKAHASHI, Katsuji NAKAJIMA: "Melting Process in the Hawaiian plume : An experimental study Hawaiian Volcanoes : Deep underwater perspectives"Amer.Geophys.Union, Monograph. 403-418 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Yu Nishihara, E.Takahashi: "Thermal equation of state of omphacite"Amer.Mineralogist. 88. 80-86 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Hirose, K: "Phase Transitions in Pyrolitic Mantle around 670-km Depth : Implications for Upwelling of Plumes from the Lower Mantle"Amer.Mineralogist. 107(10). 1029/2001JB000597 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] M.Murakami, K.Hirose, H.Yurimoto, S.Nakashima, N.Takafuji: "Water in Earth's lower mantle"Science. 295. 1885-1887 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Takafumi Hirata: "In-situ precise isotopic analysis of tungsten using laser ablation-multiplecollector-inductively coupled plasma mass spectrometry (LA-MC-ICPMS) with time resolved data acquisition technique"J.Anal.Atom.Spectrom.. 17. 204-210 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] S.Kaneshima: "Small scale heterogeneity at the top of the lower mantle"Earth Planet.Sci.Lett.. (in press). (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Eiichi TAKAHASHI 他1名: "Melting Process in the Hawaiian plume : An experimental study"Hawaiian Volcanoes ; Deep underwater Perspectives ; AGU Monograph. 128. 403-418 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Eiichi TAKAHASHI 他1名: "Phase relation and physical properties of an Al-depleted komatiite to 23 GPa"Earth planetary Science Letters. 190. 65-77 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Kei HIROSE 他3名: "In situ measurements of the phase transition boundary in Mg3Al2Si3012 : implications for the nature of the seismic discontinuities in the Earth's mantle"Earth Planetary Science Letters. 184. 567-573 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Kei HIROSE: "Phase Transitions in Pyrolitic Mantle around 670-km Depth : Implicationts for Upwelling of Plumes from the Lower Mantle"Journal of Geophyscical Research. (in press). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Takafumi HIRATA: "Determinations of Zr isotopic composition and U-Pb age for terrestrial and extraterrestrial zircons and baddeleytes using laser ablation-inductively coupled plasma mass spectronietry : implications for Nb-Zr isotopic systematics"Chemical Geology. 176. 323-342 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 趙 大鵬: "Seismic structure and origin of hot spots and mantle plumes"Earth and Planetary Science Letters. 176. 323-342 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 王五一,高橋栄一: "Subsolidus and melting experiments of K-doped peridotite KLB-1 to 27GPa"J.Geophysical Research. 105. 2855-2868 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 西原遊,高橋栄一: "Density and seismic velocity model for the mantle transition zone"Earth Planet Sci.Letter. in press. (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] K.Hirose,Y.Fei,S.Ono,T.Yagi,K.Funakoshi,K.Hirose,Y.Fei,S.Ono,T.Yagi,K.Funakoshi: "In-situ measurements of the phase transition boundary in Mg3Al2Si3O12 implications for the nature of the seismic discontinuities in the Earth's mantle"Earth and Planetary Sciences. 181. 567-573 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 趙大鵬 他3名: "Seismic structure and magmatism of the young Kyushu subduction zone"J.Geophysical Research. 27. 2057-2060 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Takafumi HIRATA: "Determinations of Zr isotopic composition and U-Pb age for terrestrial and extraterrestrial zircons"Chemical Geology. (in press). (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書

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公開日: 2000-04-01   更新日: 2022-11-16  

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