研究課題
基盤研究(B)
本研究は氷床氷中の不純物の挙動と結晶粒界移動への影響を実験的に明らかにし、その結果を申請者が開発した結晶組織発達シミュレーションに組み込むことにより、氷床コアの結晶組織データから過去の氷床流動と気候変動の情報を抽出する手法を確立することを目的としている。低濃度(数十から数百ppb)の各種水溶性不純物(Na,Ca,Mg,Cl,F,Cl,NO3,SO4等)および固体微粒子(SiO2)を含む人工多結晶氷を作成する研究を行い、その試料を用いて結晶粒成長速度の温度依存性および不純物濃度依存性を明らかにする実験を行った。さらに、各種不純物を含有した試料を用いて二軸圧縮クリープ実験を行い、変形中の組織変化とクリープ速度に対する不純物の影響を検討した。その結果次の成果が得られた。1.各種不純物を低濃度(数十から数百ppb)均一に分布する微細結晶粒試料を作る技術が確立した。2.結晶粒成長速度の各種不純物濃度依存性および温度依存性(-5℃〜-15℃)を明らかにした。3.硫酸、塩酸、硝酸が高濃度(数ppm以上)および高温域(-5℃以上)では純氷に比べてクリープ速度は速くなる(氷が柔らかくなる)ことを明らかにした。4.個々の結晶中の変形に伴う小角粒界形成プロセスと結晶方位変化について多くの重要な知見を得た。これにより氷床コアの結晶組織発達モデルをさらに厳密なものにすることが出来る。
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