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高精度温度制御システムによる最下部マントルの実験岩石学

研究課題

研究課題/領域番号 17H02984
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 岩石・鉱物・鉱床学
研究機関東京工業大学

研究代表者

舘野 繁彦  東京工業大学, 地球生命研究所, 研究員 (30572903)

研究分担者 米田 明  岡山大学, 惑星物質研究所, 客員研究員 (10262841)
中島 陽一  熊本大学, 大学院先導機構, 助教 (50700209)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
18,070千円 (直接経費: 13,900千円、間接経費: 4,170千円)
2019年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2018年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2017年度: 11,440千円 (直接経費: 8,800千円、間接経費: 2,640千円)
キーワード高温高圧実験 / ダイヤモンドアンビルセル / 実験岩石学 / 惑星内部進化 / ダイアモンドアンビルセル / DAC
研究成果の概要

精密な温度制御が可能な内部抵抗加熱式ダイヤモンドアンビルセルを開発した。50万気圧において3600Kまで安定した高温発生を可能にし、技術論文としてまとめ発表した(Ozawa et al., 2018)。ホウ素添加導電性ダイアモンドを発熱体として用いることで、2500Kを越える超高温状態を時間的(1時間以上)にも空間的(観察する40マイクロメートルの範囲内が±35K以内)にも安定的に保持することができた。これまで用いられてきたレーザー加熱によって決められた、鉱物の高圧相転移や物性測定の研究をより精密に行うことができる。

研究成果の学術的意義や社会的意義

地球の起源と進化を解明するため、その大部分を占める固体地球の構成元素、内部構造、物性を明らかにすることを目指している。そのために、地球深部の候補物質について様々な物理化学的情報を明らかにする必要がある。地球深部の高温高圧環境を再現するために、ダイアモンドアンビルセルが用いられてきたが、従来のレーザーを用いた高温発生方法には改良の余地があった。本研究では導電性ダイヤモンドを初めて加熱用発熱体として用いることで、高温発生の安定性の向上、精度と確度を向上させることができた。本実験技術により得られる信頼性の高い実験データを元に、地球科学の議論の精密化が可能になる。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 9件、 査読あり 12件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 6件)

  • [雑誌論文] Fe2S: The Most Fe‐Rich Iron Sulfide at the Earth's Inner Core Pressures2019

    • 著者名/発表者名
      Tateno, S., Ozawa, H., Hirose, K., Suzuki, T., Kawaguchi, S., Hirao, N.
    • 雑誌名

      Geophysical Research Letters

      巻: 46 号: 21 ページ: 11944-11949

    • DOI

      10.1029/2019gl085248

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Static compression of B2 KCl to 230 GPa and its P-V-T equation of state2019

    • 著者名/発表者名
      Tateno Shigehiko、Komabayashi Tetsuya、Hirose Kei、Hirao Naohisa、Ohishi Yasuo
    • 雑誌名

      American Mineralogist

      巻: 104 号: 5 ページ: 718-723

    • DOI

      10.2138/am-2019-6779

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Melting experiments on Fe?Si?S alloys to core pressures: Silicon in the core?2018

    • 著者名/発表者名
      Tateno Shigehiko、Hirose Kei、Sinmyo Ryosuke、Morard Guillaume、Hirao Naohisa、Ohishi Yasuo
    • 雑誌名

      American Mineralogist

      巻: 103 号: 5 ページ: 742-748

    • DOI

      10.2138/am-2018-6299

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Melting Phase Relations and Element Partitioning in MORB to Lowermost Mantle Conditions2018

    • 著者名/発表者名
      Tateno Shigehiko、Hirose Kei、Sakata Shuhei、Yonemitsu Kyoko、Ozawa Haruka、Hirata Takafumi、Hirao Naohisa、Ohishi Yasuo
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Solid Earth

      巻: 123 号: 7 ページ: 5515-5531

    • DOI

      10.1029/2018jb015790

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Boron-doped diamond as a new heating element for internal-resistive heated diamond-anvil cell2018

    • 著者名/発表者名
      Ozawa Haruka、Tateno Shigehiko、Xie Longjian、Nakajima Yoichi、Sakamoto Naoya、Kawaguchi Saori I.、Yoneda Akira、Hirao Naohisa
    • 雑誌名

      High Pressure Research

      巻: 38 号: 2 ページ: 120-135

    • DOI

      10.1080/08957959.2018.1441407

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] High pressure generation using double-stage diamond anvil technique: problems and equations of state of rhenium2018

    • 著者名/発表者名
      Sakai Takeshi、Yagi Takehiko、Irifune Tetsuo、Kadobayashi Hirokazu、Hirao Naohisa、Kunimoto Takehiro、Ohfuji Hiroaki、Kawaguchi-Imada Saori、Ohishi Yasuo、Tateno Shigehiko、Hirose Kei
    • 雑誌名

      High Pressure Research

      巻: - 号: 2 ページ: 1-13

    • DOI

      10.1080/08957959.2018.1448082

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 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] Experimental Determination of Eutectic Liquid Compositions in the MgO-SiO2 System to the Lowermost Mantle Pressures2018

    • 著者名/発表者名
      Ozawa Keisuke、Anzai Miyuki、Hirose Kei、Sinmyo Ryosuke、Tateno Shigehiko
    • 雑誌名

      Geophysical Research Letters

      巻: 45 号: 18 ページ: 9552-9558

    • DOI

      10.1029/2018gl079313

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-pressure phase relation of KREEP basalts: A clue for finding the lost Hadean crust?2018

    • 著者名/発表者名
      Greaux S., Nishi M., Tateno S., Kuwayama Y., Hirao N,, Kawai K., Maruyama S., Irifune T.
    • 雑誌名

      Physics of the Earth and Planetary Interiors

      巻: 274 ページ: 184-194

    • DOI

      10.1016/j.pepi.2017.12.004

    • 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] 高温高圧実験で探る地球深部始源的希ガスリザーバーの在処2017

    • 著者名/発表者名
      SUMINO Hirochika、KISHI Satoshi、NOMURA Ryuichi、MIBE Kenji、TATENO Shigehiko、KAGI Hiroyuki
    • 雑誌名

      高圧力の科学と技術

      巻: 27 号: 4 ページ: 266-277

    • DOI

      10.4131/jshpreview.27.266

    • NAID

      130006338336

    • ISSN
      0917-639X, 1348-1940
    • 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] High-pressure phase transitions of anorthosite crust in the Earth’s deep mantle2017

    • 著者名/発表者名
      Nishi M., Greaux S., Tateno S., Kuwayama Y., Kawai K., Irifune T., Maruyama S.
    • 雑誌名

      Geoscience Frontiers

      巻: in press 号: 6 ページ: 1-13

    • DOI

      10.1016/j.gsf.2017.10.002

    • 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] 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

    • 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] Melting experiments on Fe-Fe 3 S system to 254 GPa2017

    • 著者名/発表者名
      Mori Yuko、Ozawa Haruka、Hirose Kei、Sinmyo Ryosuke、Tateno Shigehiko、Morard Guillaume、Ohishi Yasuo
    • 雑誌名

      Earth and Planetary Science Letters

      巻: 464 ページ: 135-141

    • DOI

      10.1016/j.epsl.2017.02.021

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Fe2S: The Most Fe-Rich Iron Sulfide at the Earth's Inner Core Pressures2019

    • 著者名/発表者名
      S. Tateno, H., Ozawa, K., Hirose, T., Suzuki
    • 学会等名
      Jaan Geoscience Union Meeting 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fe2S: the most iron-rich Fe-S compound at pressures of the inner core2019

    • 著者名/発表者名
      Shigehiko Tateno
    • 学会等名
      Joint symposium of Misasa 2019 & Core-Mantle Coevolution
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Static compression of B2 KCl to 230 GPa and its P-V-T equation of state2019

    • 著者名/発表者名
      Tateno, S., Komabayashi, T., Hirose, K
    • 学会等名
      Joint symposium of Misasa 2019 & Core-Mantle Coevolution
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Phase diagram of Fe-Si-S: Si in the core?2018

    • 著者名/発表者名
      Shigehiko Tateno
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ICB における PGE 分配2018

    • 著者名/発表者名
      舘野繁彦
    • 学会等名
      研究集会「高圧液体の挙動と初期地球進化」
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Melting experiments on Fe-Si-S alloys to core pressures2018

    • 著者名/発表者名
      Shigehiko Tateno
    • 学会等名
      新学術領域研究「核-マントル共進化」平成29年度国際シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Newly developed internal-resistive heated diamond-anvil cell with boron-doped diamond: Toward deep lower-mantle petrology2017

    • 著者名/発表者名
      Shigehiko Tateno
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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