液体鉄合金の密度・音速測定による地球外核組成の解明

• 研究課題/領域番号: 16K17799
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 固体地球惑星物理学
• 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: 河口 沙織 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, 研究員 (00773011)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2017年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2016年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: 地球外核組成 / 高圧実験 / ダイヤモンドアンビルセル / X線非弾性散乱 / X線全散乱 / 弾性波速度 / 密度 / 液体鉄合金 / 地球外核 / X線回折 / 高温高圧 / 外核組成

研究成果の概要

地球外核は液体鉄合金と5-10%の軽元素から構成されている。現在、地球・宇宙化学的研究より、外核の約10%の密度欠損に相当する軽元素として水素、炭素、酸素、ケイ素、硫黄が有力候補としてあげられているが、その種類、含有量は未だ決定されておらず、60年以上もの間、地球科学最大の謎の一つとされている。そこで本研究ではこれまでに報告されている地球化学的見地を踏まえ、液体鉄硫黄合金に着目し、SPring-8の高輝度放射光X線と高圧発生装置ダイヤモンドアンビルセルを用いることで外核に相当する高圧下における弾性波速度決定・密度決定を行い、地球外核組成に制約を与えることを目的とした。

研究成果

• [国際共同研究] Pierre and Marie Curie University(フランス)
• [雑誌論文] Sound velocity of liquid Fe-Ni-S at high pressure, (2017)
  • 著者名/発表者名: Kawaguchi, S., Nakajima, Y., Hirose, K., Komabayashi, T., Ozawa, H., Tateno, S., Kuwayama, Y., Tsutsui, S., Baron, A. Q. R.
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research, Solid Earth 巻: 122 号: 5 ページ: 3624-3634
  • DOI: 10.1002/2016jb013609
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] Sound velocity of liquid Fe-S alloy in diamond-anvil cell via inelastic X-ray scattering measurements (2017)
  • 著者名/発表者名: 河口沙織
  • 学会等名: APS March meeting
  • 発表場所: Ernest N. Morial Convention Center
  • 年月日: 2017-03-13
  • 国際学会
• [学会発表] Density measurements of liquid FeNi-S alloys at high pressure (2017)
  • 著者名/発表者名: Saori Kawaguchi
  • 学会等名: The 26th international conference of the AIRAPT
  • 国際学会
• [学会発表] 液体鉄ニッケル硫黄合金の密度決定 (2017)
  • 著者名/発表者名: 河口沙織
  • 学会等名: 放射光学会年会
• [学会発表] 液体鉄硫黄合金の弾性波速度測定 (2016)
  • 著者名/発表者名: 河口沙織
  • 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