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窒化物地球化学の創成:高温高圧実験による地球深部における窒素の存在状態の解明

研究課題

研究課題/領域番号 15K13600
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
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(理学部), 教授 (70233666)

研究分担者 篠崎 彩子  名古屋大学, 環境学研究科, 学振特別研究員(PD) (80570506)
岡田 卓  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 特任助教 (90343938)
佐野 有司  東京大学, 大気海洋研究所, 教授 (50162524)
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 *注記
3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2015年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード窒素 / 高温高圧実験 / マントル / 下部マントル / 窒化物 / 地球深部
研究成果の概要

窒素は大気の主要構成成分で、生命活動にも欠かすことができない元素であるが、地球深部でどれだけの濃度、そしてどのような化学形態で取り込まれているかは不明であった。本研究では大型高圧発生装置を用いた高温高圧実験によって、下部マントル(660 km以深)の条件で鉱物を合成し、その中に取り込まれた窒素の濃度を二次イオン質量分析計を用いて定量分析した。その結果、窒素は下部マントルの主要構成鉱物に取り込まれることが明らかになった。

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2018 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (13件) (うち国際共著 8件、 査読あり 13件、 オープンアクセス 7件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 3件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] High-Pressure - High-Temperature Study of Benzene: Refined Crystal Structure and New Phase Diagram up to 8 GPa and 923 K2018

    • 著者名/発表者名
      Chanyshev Artem D.、Litasov Konstantin D.、Rashchenko Sergey V.、Sano-Furukawa Asami、Kagi Hiroyuki、Hattori Takanori、Shatskiy Anton F.、Dymshits Anna M.、Sharygin Igor S.、Higo Yuji
    • 雑誌名

      Crystal Growth & Design

      巻: 印刷中 号: 5 ページ: 3016-3026

    • DOI

      10.1021/acs.cgd.8b00125

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Behavior of intermolecular interactions in α-glycine under high pressure2018

    • 著者名/発表者名
      Shinozaki, Ayako Komatsu, Kazuki Kagi, Hiroyuki Fujimoto, Chikako Machida, Shinichi Sano-Furukawa, Asami Hattori, Takanori
    • 雑誌名

      The Journal of Chemical Physics

      巻: 148 号: 4 ページ: 044507-044507

    • DOI

      10.1063/1.5009980

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Fluorenylidene-Acridane That Becomes Dark in Color upon Grinding _ Ground State Mechanochromism by Conformational Change2018

    • 著者名/発表者名
      Tsuyoshi Suzuki, Hiroshi Okada, Takafumi Nakagawa, Kazuki Komatsu, Chikako Fujimoto, Hiroyuki Kagi, Yutaka Matsuo
    • 雑誌名

      Chem. Sci.

      巻: 9 号: 2 ページ: 475-482

    • DOI

      10.1039/c7sc03567e

    • NAID

      120006708961

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Raman spectroscopic determination of Sr/Ca ratios of calcite samples2017

    • 著者名/発表者名
      Shibano Y., Takahata K., Kawano J., Watanabe T., Enomoto D., Kagi H., Kamiya N. and Yamamoto J.
    • 雑誌名

      Journal of Raman Spectroscopy

      巻: 48 号: 12 ページ: 1755-1761

    • DOI

      10.1002/jrs.5235

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Trace element composition and U-Pb age of zircons from Estherville: Constraints on the timing of the metal-silicate mixing event on the mesosiderite parent body2017

    • 著者名/発表者名
      Haba Makiko K.、Yamaguchi Akira、Kagi Hiroyuki、Nagao Keisuke、Hidaka Hiroshi
    • 雑誌名

      Geochimica et Cosmochimica Acta

      巻: 215 ページ: 76-91

    • DOI

      10.1016/j.gca.2017.07.028

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Bulk moduli and equations of state of ice VII and ice VIII2017

    • 著者名/発表者名
      Klotz, S., Komatsu, K., Kagi, H., Kunc, K., Sano-Furukawa, A., Machida, S. and Hattori, T
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 95 号: 17 ページ: 174111-174111

    • DOI

      10.1103/physrevb.95.174111

    • NAID

      120006502074

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Note: Development of a new Bridgman-type high pressure cell for accurate dielectric measurements2017

    • 著者名/発表者名
      Yamane, R. Komatsu, K. Kagi, H.
    • 雑誌名

      Review of Scientific Instruments

      巻: 88 号: 4 ページ: 046104-046104

    • DOI

      10.1063/1.4980154

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Pressure-induced phase transition of vaterite, a metastable phase of CaCO3.2017

    • 著者名/発表者名
      Maruyama K., Kagi H., Komatsu K., Yoshino T. and Nakano S.
    • 雑誌名

      Journal of Raman Spectroscopy

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Detection of increased heating and estimation of coseismic shear stress from Raman spectra of carbonaceous material in pseudotachylytes2017

    • 著者名/発表者名
      Ito, K., K. Ujiie, and H. Kagi
    • 雑誌名

      Geophysical Research Letters

      巻: 44 号: 4 ページ: 1749-1757

    • DOI

      10.1002/2016gl072457

    • NAID

      120007134982

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] The mineralogy of Ca-rich inclusions in sublithospheric diamonds2016

    • 著者名/発表者名
      D.A. Zedgenizov, A.L. Ragozin, V.V. Kalinina, H. Kagi
    • 雑誌名

      Geochemistry International

      巻: 54 号: 10 ページ: 890-900

    • DOI

      10.1134/s0016702916100116

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Micro- and nano-inclusions in a superdeep diamond from Sao Luiz, Brazil2016

    • 著者名/発表者名
      H. Kagi, D.A. Zedgenizov, H. Ohfuji, and H. Ishibashi
    • 雑誌名

      Geochemistry International

      巻: 54 号: 10 ページ: 834-838

    • DOI

      10.1134/s0016702916100062

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] The features of Ca-mineralogy of inclusions in sublithospheric diamonds.2016

    • 著者名/発表者名
      Zedgenizov D.A., Ragozin A.L., Kalinina V.V., and Kagi H.
    • 雑誌名

      Geochemistry International

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Preferential dissolution of SiO2 from enstatite to H2 fluid under high pressure and temperature.2015

    • 著者名/発表者名
      Shinozaki A., Kagi H., Hirai H., Ohfuji H., Okada T., Nakano S. and Yagi T.
    • 雑誌名

      Physics and Chemistry of Minerals

      巻: 43 号: 4 ページ: 277-285

    • DOI

      10.1007/s00269-015-0792-3

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書 2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Incorporation of nitrogen into the lower-mantle minerals under high pressure and high temperature2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Kagi
    • 学会等名
      FY2017 General Meeting / International Symposium, Interaction and Coevolution of the Core and Mantle
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 高温高圧実験からみたマントル鉱物への窒素取り込み2017

    • 著者名/発表者名
      鍵 裕之, 福山 鴻, 井上 徹, 柿澤 翔, 新名 亨, 高畑 直人, 佐野 有司
    • 学会等名
      日本地球化学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 高温高圧下における下部マントル鉱物への窒素の固溶2017

    • 著者名/発表者名
      鍵 裕之, 福山 鴻, 井上 徹, 柿澤 翔, 新名 亨, 高畑 直人, 佐野 有司
    • 学会等名
      日本鉱物科学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 高温高圧下における窒素・アンモニア流体とケイ酸塩鉱物の反応2016

    • 著者名/発表者名
      星野 由紀子、岡田 卓、鍵 裕之、八木 健彦、篠崎 彩 子、中野 智志
    • 学会等名
      高圧討論会
    • 発表場所
      筑波大学(茨城県つくば市)
    • 年月日
      2016-10-26
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Reaction between olivine and nitrogen at high pressure and high temperature2016

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Kagi, Toshinori Kubo, Taku Okada, Takehiko Yagi, Ayako Shinozaki, Hiroaki Ohfuji, Satoshi Nakano, Aiko Nakao
    • 学会等名
      International Symposium Advances in High Pressure Research III: Towards Geodynamic Implications-2016
    • 発表場所
      Novosibirsk (Russia)
    • 年月日
      2016-08-29
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Pressure-induced reactions in organic materials: a new insight for evolution of bio-related molecules2015

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Kagi
    • 学会等名
      International Seminar “High-Pressure Mineralogy: Theory and Experiment”
    • 発表場所
      モスクワ(ロシア)
    • 年月日
      2015-10-22
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 高温高圧下における窒素流体中でのカンラン石の挙動2015

    • 著者名/発表者名
      久保 俊智, 鍵 裕之, 篠崎 彩子, 岡田 卓, 中野 智志, 中尾 愛子
    • 学会等名
      日本地球化学会第62回年会
    • 発表場所
      横浜国立大学(神奈川県・横浜市)
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2019-03-29  

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