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海洋プレートによる地球深部への水輸送、鉄チタン水酸化物の役割

研究課題

研究課題/領域番号 17K05713
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
研究機関帝京科学大学

研究代表者

松影 香子  帝京科学大学, 総合教育センター/自然環境学科, 教授 (80343078)

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
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2017年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード水 / 鉄チタン水酸化物 / 地球内部 / 海洋プレート / 高圧含水相 / 沈み込み帯 / マントル / 高温高圧実験
研究成果の概要

本研究の目的は、海洋地殻玄武岩中の高圧下での主要鉱物と共存する可能性がある新しい含水相・鉄チタン水酸化物の相関系、熱力学的安定領域を明らかにすることであった。実際の地球を構成する天然の玄武岩にMg(OH)2を混合することで含水玄武岩系の出発物質を作成し、鉄チタン水酸化物の安定性を広い温度圧力範囲で実験的に調べた。その結果、温度1100℃以下において広い圧力範囲(9~17 GPa)でこの含水相が安定であることが分かった。また、先行研究において含水玄武岩系で含水相が欠落していると思われていた圧力領域(10~14 GPa)全域を、この相の安定領域が網羅していることが示された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の結論として、鉄チタン水酸化物が地球の深さ300~600kmで安定に存在しうること、この領域での主要な水成分の運び手及びリザバーであること、が示された。海洋地殻物質は元来我々研究者が考えていたよりも、効率的に水成分を地球深部に運搬・保持し、地球内部の化学進化過程に影響を与えていると考えられる。

報告書

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

    (10件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 3件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件)

  • [国際共同研究] Guangzhou Institute of Geochemistry(中国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Guangzhou Institute of Geochemistry(中国)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 沈み込む海洋地殻の液滴による上部マントル深部からマントル遷移層への水輸送2020

    • 著者名/発表者名
      松影香子
    • 雑誌名

      新地球(印刷中)

      巻: 1 ページ: 27-32

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Stability of hydrous phases of Al-rich phase D and Al-rich phase H in deep subducted oceanic crust2019

    • 著者名/発表者名
      Xingcheng Liu, Kyoko N. Matsukage, Yu Nishihara, Toshihiro Suzuki, and Eiichi Takahashi
    • 雑誌名

      American Mineralogist

      巻: 104 号: 1 ページ: 64-72

    • DOI

      10.2138/am-2019-6559

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Stability of hydrous minerals of Al-phase D and Al-phase H in deep subducted oceanic crust2019

    • 著者名/発表者名
      Liu, X., K.N. Matsukage, Y. Nishihara, T. Suzuki and E. Takahashi
    • 雑誌名

      American Mineralogists

      巻: 104 号: 8 ページ: 64-72

    • DOI

      10.1029/2018jb015973

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Aqueous fluid connectivity in subducting oceanic crust at the mantle transition zone conditions2018

    • 著者名/発表者名
      Liu, X., K.N. Matsukage, Y. Li, E. Takahashi, T. Suzuki, X. Xiong
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research

      巻: 123 ページ: 1-12

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Morphological stability of hydrous liquid droplets at grain boundaries of eclogite minerals in the deep upper mantle2017

    • 著者名/発表者名
      Matsukage, K.N., M. Hashimoto and Y. Nishihara
    • 雑誌名

      Journal of Mineralogical and Petrological Sciences

      巻: 112 号: 6 ページ: 346-358

    • DOI

      10.2465/jmps.170309

    • NAID

      130006287887

    • ISSN
      1345-6296, 1349-3825
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 沈み込む海洋地殻による上部マントル下部の水輸送2019

    • 著者名/発表者名
      松影香子
    • 学会等名
      マントル研究集会(東京大学大気海洋研究所シンポジウム)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 上部マントル物質の高温高圧実験からの制約2019

    • 著者名/発表者名
      松影香子
    • 学会等名
      マントルかんらん岩とオフィオライト研究会(金沢大学シンポジウム)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Iron-titanium oxyhydroxide as a water transporter into the Earth’s mantle transition zone and lower mantle2018

    • 著者名/発表者名
      Matsukage, K.N., Y. Nishihara, X. Liu, Y. Seto, E. Takahashi
    • 学会等名
      International Mineralogical Association (IMA) 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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