最下部マントル条件下での放射光X線及び超音波法による弾性波速度測定技術の開発

• 研究課題/領域番号: 15K05351
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 岩石・鉱物・鉱床学
• 研究機関: 公益財団法人高輝度光科学研究センター
• 研究代表者: 肥後 祐司 公益財団法人高輝度光科学研究センター, 利用研究促進部門, 主幹研究員 (10423435)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2017年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2016年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2015年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: 弾性波速度 / 下部マントル / 放射光 / 超音波法 / 超音波

研究成果の概要

高輝度放射光X線を利用して、下部マントル条件での超音波エコー法による弾性波速度測定を実現するために、新たに高圧セルと超音波測定システムを開発した。低ノイズアンプと高速半導体リレーを使用して小型試料の超音波エコーを測定することを可能にした。このシステムは下部マントル条件下でのマントル構成鉱物の精密弾性波速度測定を可能にし、マントルの化学組成や温度分布の解明に非常に有用である。

研究成果

• [雑誌論文] Simultaneous high-pressure high-temperature elastic velocity measurement system up to 27 GPa and 1873 K using ultrasonic and synchrotron X-ray techniques (2018)
  • 著者名/発表者名: Higo Yuji、Irifune Tetsuo、Funakoshi Ken-ichi
  • 雑誌名: Review of Scientific Instruments 巻: 89 号: 1 ページ: 014501-014501
  • DOI: 10.1063/1.4993121
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Phase Relations in the System MgSiO3‐Al2O3 up to 2300 K at Lower Mantle Pressures (2017)
  • 著者名/発表者名: Zhaodong Liu, Masayuki Nishi, Takayuki Ishii, Hongzhan Fei, Nobuyoshi Miyajima, Tiziana Boffa Ballaran, Hiroaki Ohfuji, Takeshi Sakai, Lin Wang, Svyatoslav Shcheka, Takeshi Arimoto, Yoshinori Tange, Yuji Higo, Tetsuo Irifune, Tomoo Katsura
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research: Solid Earth 巻: 122 号: 10 ページ: 7775-7788
  • DOI: 10.1002/2017jb014579
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Pressure generation to 65 GPa in a Kawai-type multi-anvil apparatus with tungsten carbide anvils (2017)
  • 著者名/発表者名: Takayuki Ishii, Daisuke Yamazaki, Noriyoshi Tsujino, Fang Xu, Zhaodong Liu, Takaaki Kawazoe, Takafumi Yamamoto, Dmitry Druzhbin, Lin Wang, Yuji Higo, Yoshinori Tange, Takashi Yoshino, Tomoo Katsura
  • 雑誌名: High Pressure Research 巻: 37 号: 4 ページ: 507-515
  • DOI: 10.1080/08957959.2017.1375491
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Synthesis of boron-doped diamond and its application as a heating material in a multi-anvil high-pressure apparatus (2017)
  • 著者名/発表者名: Longjian Xie, Akira Yoneda, Takashi Yoshino, Daisuke Yamazaki, Noriyoshi Tsujino, Yuji Higo, Yoshinori Tange, Tetsuo Irifune, Toru Shimei, Eiji Ito
  • 雑誌名: Review of Scientific Instruments 巻: 88 号: 9 ページ: 093904-093904
  • DOI: 10.1063/1.4993959
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Formation of a metastable hollandite phase from amorphous plagioclase: A possible origin of lingunite in shocked chondritic meteorites (2017)
  • 著者名/発表者名: Tomoaki Kubo, Mari Kono, Masahiro Imamura, Takumi Kato, Seiichiro Uehara, Tadashi Kondo, Yuji Higo, Yoshinori Tange, Takumi Kikegawa
  • 雑誌名: Physics of the Earth and Planetary Interiors 巻: 272 ページ: 50-57
  • DOI: 10.1016/j.pepi.2017.09.006
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Towards a consensus on the pressure and composition dependence of sound velocity in the liquid Fe-S system (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Nishida, A. Suzuki, H. Terasaki, Y. Shibazaki, Y. Higo, S. Kuwabara, Y. Shimoyama, M. Sakurai, M. Ushioda, E. Takahashi, T. Kikegawa, D. Wakabayashi, and N. Funamori
  • 雑誌名: Physics of the Earth and Planetary Interiors 巻: 257 ページ: 230-239
  • DOI: 10.1016/j.pepi.2016.06.009
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Mantle dynamics inferred from the crystallographic-preferred-orientation of bridgmanite (2016)
  • 著者名/発表者名: Noriyoshi Tsujino, Yu Nishihara, Daisuke Yamazaki, Yusuke Seto, Yuji Higo, Eiichi Takahashi
  • 雑誌名: Nature 巻: 539 ページ: 81-84
  • NAID: 120006331948
  • 査読あり
• [雑誌論文] Short-period cyclic loading system for in situ X-ray observation of anelastic properties at high pressure (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Yoshino, D. Yamazaki, Y. Tange, Y. Higo
  • 雑誌名: Review of Scientific Instruments 巻: 87 号: 10 ページ: 105106-105106
  • DOI: 10.1063/1.4963747
  • 査読あり
• [雑誌論文] Compressional and shear wave velocities for polycrystalline bcc-Fe up to 6.3 GPa and 800 K (2016)
  • 著者名/発表者名: Y. Shibazaki, K. Nishida, Y. Higo, M Igarashi, M. Tahara, T. Sakamaki, H. Terasaki, Y. Shimoyama, S. Kuwabara, Y. Takubo, E. Ohtani
  • 雑誌名: American mineralogist 巻: 101 号: 5 ページ: 1150-1160
  • DOI: 10.2138/am-2016-5545
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] High Elastic Moduli of a 54Al2O3-46Ta2O5 Glass Fabricated via Containerless Processing (2015)
  • 著者名/発表者名: G. A. Rosales-Sosa, A. Masuno, Y. Higo, H. Inoue, Y. Yanaba, T. Mizoguchi, T. Umada, K. Okamura, K. Kato, Y. Watanabe
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 5 号: 1 ページ: 15233-15233
  • DOI: 10.1038/srep15233
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Curious kinetic behavior in silica polymorphs solves seifertite puzzle in shocked meteorite (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Kubo, T. Kato, Y. Higo, K. Funakoshi
  • 雑誌名: Science Advances 巻: 1 号: 4 ページ: 1-5
  • DOI: 10.1126/sciadv.1500075
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 大容量プレスを用いた放射光実験の将来技術 (2017)
  • 著者名/発表者名: 肥後祐司, 丹下慶範
  • 学会等名: 第58回高圧討論会
• [学会発表] Development of ultrasonic measurement technique under lower mantle conditions (2017)
  • 著者名/発表者名: Higo, Y., Irifune, T.
  • 学会等名: HPMPS-9
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 放射光Ｘ線高圧実験用の新ヒーター材の探索 (2016)
  • 著者名/発表者名: 肥後祐司
  • 学会等名: 第57回高圧討論会
  • 発表場所: 筑波大学大学会館（茨城県つくば市）
  • 年月日: 2016-10-26
• [学会発表] SPring-8・BL04B1における弾性波速度測定について (2016)
  • 著者名/発表者名: 肥後祐司、入舩徹男
  • 学会等名: 三朝国際シンポジウム
  • 発表場所: 鳥取県三朝町
  • 年月日: 2016-03-08
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 下部マントル条件下でのBridgmaniteの弾性波速度測定 (2016)
  • 著者名/発表者名: 肥後祐司、入舩徹男、國本健広、有本和岳史
  • 学会等名: 第3回愛媛大学先進超高圧科学研究拠点（PRIUS）シンポジウム
  • 発表場所: 愛媛県松山市
  • 年月日: 2016-02-23
• [学会発表] 下部マントル条件下での超音波法による弾性波速度測定 (2015)
  • 著者名/発表者名: 肥後祐司、入舩徹男
  • 学会等名: 第56高圧討論会
  • 発表場所: 広島県広島市
  • 年月日: 2015-11-10
• [図書] 図説地球科学の事典 (2018)
  • 著者名/発表者名: 鳥海光弘、入舩徹男、岩森光、ウォリスサイモン、小平秀一、小宮剛、阪口秀、鷺谷威、末次大輔、中川貴司、宮本英昭
  • 総ページ数: 248
  • 出版者: 朝倉書店
  • ISBN: 9784254160727
• [備考] 地球内部に最も多いブリッジマナイトの結晶選択配向の決定 沈み込んでいくプレートの流れる方向を解明
  • URL: http://www.spring8.or.jp/ja/news_publications/press_release/2016/161018/