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含水地球深部物質の高温高圧下での相転移を水素原子周囲の局所構造から理解する

研究課題

研究課題/領域番号 15340190
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 地球宇宙化学
研究機関東京大学

研究代表者

鍵 裕之  東京大学, 大学院・理学系研究科, 助教授 (70233666)

研究分担者 角森 史昭  東京大学, 大学院・理学系研究科, 助手 (60291928)
奈良 雅之  東京医科歯科大学, 教養部, 助教授 (90301168)
岡田 卓  東京大学, 物性研究所, 助手 (90343938)
水上 知行  名古屋大学, 大学院・環境学研究科, 博士研究員
研究期間 (年度) 2003 – 2005
研究課題ステータス 完了 (2005年度)
配分額 *注記
16,600千円 (直接経費: 16,600千円)
2005年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
2004年度: 4,900千円 (直接経費: 4,900千円)
2003年度: 10,100千円 (直接経費: 10,100千円)
キーワード水素結合 / 地球内部 / ラマン分光 / ダイヤモンドアンビルセル / 赤外分光 / その場観察 / 中性子回折 / 含水鉱物 / ダイヤモンドアンビル
研究概要

本研究では地球深部条件に匹敵する圧力下での室内での実験と、地球深部からもたらされた天然試料の丹念な観察を並行することによって、地球深部で起こる現象を化学的な目で理解することを目指した。新たに本研究経費により、高温高圧条件を発生することができるダイヤモンドアンビルセルを導入した。加熱は外熱方式であるため、十分な高温を達成することはできないが、私たちのグループにおいては大きな技術的な進歩である。また、市販の顕微赤外分光計を改造し、同軸でレーザーを導入し、赤外スペクトルと蛍光/ラマンスペクトルの同時測定を可能とした。さらに高空間分解能の赤外マッピング分析も行えるように装置の整備を行った。これらの測定技術の向上にともなうサイエンティフィックなアウトプットは少しのライムラグを経て世に出ることになるであろう。
本研究費の補助を得て、我々のグループから多くの研究成果を世に送り出すことができたことを喜ばしく思う。含水鉱物の高圧下での結晶構造変化とそれにともなう水素結合の強度変化、天然ダイヤモンドやマントル捕獲岩に含まれる包有物の残留測定、鉱物中の微量元素の存在状態など、いずれも我々が得意とする分光法をキーワードとした研究成果である。また、光の回折限界を超えた超高空間分解能分光法の開発も行い、実用レベルに達し、いくつかの研究成果も得られるようになった。
さらに次世代につながる事業として、東海村に建設中の大型パルス中性子線源への高圧装置の提案も本研究グループのメンバーを含む多くの研究仲間と共に進めることができた。これも本研究の副産物といえる。今後は論文としての研究成果だけでなく、我々が進めてきた研究を自立して行うことのできる後継者の養成にも積極的に取り組んでいきたいと考えている。

報告書

(4件)
  • 2005 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 研究成果

    (35件)

すべて 2006 2005 2004 その他

すべて 雑誌論文 (25件) 図書 (3件) 文献書誌 (7件)

  • [雑誌論文] Generation history of carbonado inferred from photoluminescence spectra, cathodoluminescence image and carbon isotopic composition2006

    • 著者名/発表者名
      Kagi H., Sato S., Akagi T., Kanda H.
    • 雑誌名

      American Mineralogist (印刷中)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Factors determining the stability, resolution, and precision of a conventional Raman spectrometer.2006

    • 著者名/発表者名
      Fukura S., Mizukami T., Odake S., Kagi H.
    • 雑誌名

      Applied Spectroscopy (印刷中)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Water related IR characterictics in natural fibrous diamonds2006

    • 著者名/発表者名
      Zedgenizov D.A., Shiryaev A.A., Shatsky V.S., Kagi H.
    • 雑誌名

      Mineralogical Magazine (印刷中)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Extended micro-Raman densimeter for CO_2 applicable to mantle-originated fluid inclusions2006

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto J., Kagi H.
    • 雑誌名

      Chemistry Letters (印刷中)

    • NAID

      10019162618

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Infrared Spectroscopic Study of Ca^(2+) Binding to Akazara Scallop Troponin C and Its Peptide Analogues of Ca^(2+) Binding Site IV.2006

    • 著者名/発表者名
      Nara M., Yumoto F., Nagata K., Tanokura M., Kagi H., Ojima T., Nishita K., Morii H.
    • 雑誌名

      Vibrational Spectroscopy (印刷中)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Fourier Transform Infrared Spectroscopic Study on the Ca^(2+)-bound Coordination Structures of Synthetic Peptide Analogues of the Calcium-binding Site III of Troponin C.2006

    • 著者名/発表者名
      Nara M., Morii H., Yumoto F., Kagi H., Tanokura M.
    • 雑誌名

      Biopolymers (印刷中)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Generation history of carbonado inferred from photoluminescence spectra, cathodoluminescence image and carbon isotopic composition2006

    • 著者名/発表者名
      Kagi H., Sato S., Akagi T., Kanda H.
    • 雑誌名

      American Mineralogist (in press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Factors determining the stability, resolution, and precision of a conventional Raman spectrometer.2006

    • 著者名/発表者名
      Fukura S., Mizukami T., Odake S., Kagi H.
    • 雑誌名

      Applied Spectroscopy (in press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Water related IR characterictics in natural fibrous diamonds2006

    • 著者名/発表者名
      Zedgenizov D.A., Shiryaev A.A., Shatsky V.S., Kagi H.
    • 雑誌名

      Mineralogical Magazine (in press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Extended micro-Raman densimeter for CO_2 applicable to mantle-originated fluid inclusions2006

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto J., Kagi H.
    • 雑誌名

      Chemistry Letters (in press)

    • NAID

      10019162618

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Infrared Spectroscopic Study of Ca^<2+> Binding to Akazara Scallop Troponin C and Its Peptide Analogues of Ca^<2+> Binding Site IV.2006

    • 著者名/発表者名
      Nara M., Yumoto F., Nagata K., Tanokura M., Kagi H., Ojima T., Nishita K., Morii H.
    • 雑誌名

      Vibrational Spectroscopy (in press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Fourier Transform Infrared Spectroscopic Study on the Ca^<2+> -bound Coordination Structures of Synthetic Peptide Analogues of the Calcium-binding Site III of Troponin C.2006

    • 著者名/発表者名
      Nara M., Morii H., Yumoto F., Kagi H., Tanokura M.
    • 雑誌名

      Biopolymers (in press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Near infrared spectroscopy determines salinity and internal pressure of fluid inclusions in minerals.2006

    • 著者名/発表者名
      Kagi H., Kiyasu A., Akagi T., Nara M., Sawaki T.
    • 雑誌名

      Applied Spectroscopy 60・4(印刷中)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Spectroscopic analysis for organic chemistry2005

    • 著者名/発表者名
      Niitsu T., Unno M., Kagi H.
    • 雑誌名

      Sankyo Shuppan

      ページ: 200-200

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] High spatial resolution photoluminescence and Raman spectroscopic measurements of a natural polycrystalline diamond, carbonado.2005

    • 著者名/発表者名
      Fukura S., Nakagawa T., Kagi H.
    • 雑誌名

      Diamond and Related Materials 14

      ページ: 1950-1954

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Pressure dependence of OH stretching mode in F-rich natural topaz and topaz-OH2005

    • 著者名/発表者名
      Komatsu K., Kagi H., Okada T., Kuribayashi T., Parise J.B., Kudoh Y.
    • 雑誌名

      American Mineralogist 90

      ページ: 118-129

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Pressure response on hydrogen bonds in potassium hydrogen carbonate and sodium hydrogen carbonate.2005

    • 著者名/発表者名
      Kagi H., Nagai T., Komatsu K., Okada T., Wada C., Loveday J.S., Parise J.B.
    • 雑誌名

      Journal of Neutron Research 13

      ページ: 21-26

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Infrared spectroscopic taxonomy for carbonaceous chondrites from speciation of hydrous components.2005

    • 著者名/発表者名
      Osawa T., Kagi H., Nakamura T., Noguchi T.
    • 雑誌名

      Meteoritics and Planetary Science 40

      ページ: 71-86

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Pressure response of Raman spectra of water and its implication to the change in hydrogen bond interactions.2005

    • 著者名/発表者名
      Okada T., Komatsu K., Kawamoto T., Yamanaka T., Kagi H.
    • 雑誌名

      Spectrochimica Acta A 61

      ページ: 2423-2427

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Pressure response on hydrogen bonds in potassium hydrogen carbonate and sodium hydrogen carbonate2005

    • 著者名/発表者名
      Kagi H., Nagai T., Komatsu K., Okada T., Wada C., Loveday J.S., Parise J.B.
    • 雑誌名

      Journal of Neutron Research 13

      ページ: 21-26

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Pressure response of Raman spectra of water and its implication to the change in hydrogen bond interactions.2005

    • 著者名/発表者名
      Okada T., Komatsu K., Kawamoto T., Yamanaka T., Kagi H.
    • 雑誌名

      Spectrochimica Acta (印刷中)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] FTIR spectroscopic study on the binding of Mg2+ to a mutant Akazara scallop troponin C (E142Q)2004

    • 著者名/発表者名
      Nara M., Yumoto F., Nagata K., Tanokura M., Kagi H., Ojima T., Nishita K.
    • 雑誌名

      Biospectroscopy, Biopolymers 74

      ページ: 77-81

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Changes in water structure based on pressure dependence of Raman OH frequency2004

    • 著者名/発表者名
      Kawamoto T., Ochiai S., Kagi H.
    • 雑誌名

      Journal of Chemical Physics 120

      ページ: 5867-5670

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Carbonatitic melts in cuboid diamonds from Udachnaya kimberlite pipe (Yakutia) : evidence from vibrational spectroscopy2004

    • 著者名/発表者名
      Zedgenizov D.A., Kagi H., Shatsky V.S., Sobolev N.V.
    • 雑誌名

      Mineralogical Magazine 68

      ページ: 61-73

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Effect of trace lanthanum ion on dissolution and crystal growth of calcite.2004

    • 著者名/発表者名
      Kamiya N., Kagi H., Tsunomori F., Tsuno H., Notsu K.
    • 雑誌名

      Journal of Crystal Growth 267

      ページ: 635-645

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [図書] 10年使える有機スペクトル解析2005

    • 著者名/発表者名
      新津 隆士, 海野 雅史, 鍵 裕之
    • 総ページ数
      200
    • 出版者
      三共出版
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [図書] 10年使える有機スペクトル解析2005

    • 著者名/発表者名
      新津隆士, 海野雅史, 鍵 裕之
    • 総ページ数
      200
    • 出版者
      三共出版
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [図書] 10年使える有機スペクトル解析2005

    • 著者名/発表者名
      新津隆士, 海野雅史, 鍵 裕之
    • 出版者
      三共出版(印刷中)
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [文献書誌] Kagi H., Nagai T., Loveday J.S., Wada C., Parise J.B.: "Pressure-induced phase transformations of kalicinite (KHCO_3) at 2.8 GPa and local structural changes around hydrogen atoms."American Mineralogist. 88. 1446-1451 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Nagai T., Kagi H., Yamanaka T.: "Compression mechanism and variation of interatomic distance in geothite at high pressure."American Mineralogist. 88. 1423-1427 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Kawakami Y., Yamamoto J., Kagi H.: "Micro-Raman densimeter for CO_2 inclusions in mantle-derived minerals."Applied Spectroscopy. 57. 1333-1339 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Zedgenizov D.A., Kagi H., Shatsky V.S., Sobolev N.V.: "Carbonatitic melts in cuboid diamonds from Udachnaya kimberlite pipe (Yakutia) : evidence from vibrational spectroscopy."Mineralogical Magazine. (印刷中). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Tsuno, H., Kagi, H., Takahashi Y., Akagi T., Nomura M.: "Incorporation of divalent ytterbium in synthesized crystals of calcite."Chemistry Letters. 32. 500-501 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Yamamoto J., Kaneoka I., Nakai S., Kagi H., Prikho'ko V.S., Arai S.: "Extremely low ^3He/^4He and relatively low ^<40>Ar/^<36>Ar ratios observed in ultramafic mantle xenoliths from far eastern Siberia : Evidence for incorporation of recycled components into the subcontinental mantle."Chemical Geology. (印刷中). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 鍵 裕之: "固体地球物質の化学と同位体組成、マントル・地殻の地球化学(分担執筆)"培風館. 23-51 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書

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公開日: 2003-04-01   更新日: 2016-04-21  

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