高温高圧下における下部マントル鉱物の物性研究と最下部マントルのダイナミクス解明

• 研究課題/領域番号: 18684029
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 岩石・鉱物・鉱床学
• 研究機関: 東北大学 (2008); 岡山大学 (2006-2007)
• 研究代表者: 村上 元彦 東北大学, 大学院理学研究科, 准教授 (50401542)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2008
• 研究課題ステータス: 完了 (2008年度)
• 配分額: 30,030千円 (直接経費: 23,100千円、間接経費: 6,930千円); 2008年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円); 2007年度: 9,360千円 (直接経費: 7,200千円、間接経費: 2,160千円); 2006年度: 17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
• キーワード: 下部マントル / 高圧地球科学 / 弾性波速度測定 / 地球下部マントル / 地球物質科学 / 音速測定 / 高温高圧力 / 高温高圧実験

研究概要

高温高圧のその場での高圧相合成した多結晶体からの弾性波速度を下部マントル最下部条件までの圧力において測定することに世界で初めて成功した。シリケイトサンプルの測定についても予備的実験をいくつか繰り返し、最適な干渉計の条件設定とレーザー出力との関係を綿密に調査し、加熱中のブリルアン散乱シグナルの測定を可能にした。。またこの技術開発をさらに発展させ大型放射光施設Spring-8において高温高圧条件下での音速その場測定システムの導入を行い、レーザー加熱光学系の構築および温度測定のためのシステムの開発は予定通りの時間スケールで導入することができた。下部マントルにおける高温高圧力での測定を行うことに成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Development of in-situ Brillouin spectroscopy at high pressure and temperature with synchrotron radiation and infrared laser heating system : Application to the Earth's deep interior (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Murakami, Y. Asahara, Y. Ohishi, N. Hirao, K. Hirose
  • 雑誌名: Physics of the Earth and Planetary Interiors 174 ページ: 282-291
  • 査読あり
• [雑誌論文] Elasticity of MgO to 130 Gpa : Implications for lower mantle mineralogy (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Murakami, Y. Ohishi, N. Hirao, K. Hirose
  • 雑誌名: Earth and Planetary Science Letters 277 ページ: 123-129
  • 査読あり
• [雑誌論文] Elasticity of MgO to 130 GPa : Implications for lower mantle mineralogy (2009)
  • 著者名/発表者名: Murakami, M., Y. Ohishi, N. Hirao and K. Hirose
  • 雑誌名: Earth and Planetary Science Letters 277 ページ: 123-129
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bass Single-crystal elasticity of iron-bearing majorite to 26 Gpa : Implications for the seismic velocity structure of the mantle transition zone (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Murakami, S. V. Sinogeikin, K. Litasov, E. Ohtani, J. D
  • 雑誌名: Earth and Planetary Science Letters 274 ページ: 339-345
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sound velocities of MgSiO3 perovskite and post-perovskite phase (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Murakami
  • 雑誌名: The Review of High Pressure Science and Technology 18 (1) ページ: 21-30
  • 査読あり
• [雑誌論文] Single-crYstal elasticity of iron-bearing majorite to 26 GPa : Implications for the seismic velocity structurel of the mantle transition zone (2008)
  • 著者名/発表者名: Murakami, M., S. V. Sinogeikin, K. Litasov, E. Ohtani and J. D. Bass
  • 雑誌名: Earth and Planetary Science Letters 274 ページ: 339-345
  • 査読あり
• [雑誌論文] MgSiO3ペロブスカイトとポストペロブスカイト相の音速測定 (2008)
  • 著者名/発表者名: 村上元彦
  • 雑誌名: 高圧力の科学と技術 18 ページ: 21-30
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of in situ Brillouin spectroscopy at high pressure and temperature using synchrotron radiation and infrared laser heating system : application to the earth's deep interior (2007)
  • 著者名/発表者名: M. Murakami
  • 雑誌名: Spring-8 Research Frontiers 1 ページ: 10-11
• [雑誌論文] Sound velocity of MgSiO3 post-perovskite phase: A constraint on the D"discontinuity (2007)
  • 著者名/発表者名: M. Murakami, S. V. Sinogeikin, J. D. Bass, N. Sata, Y. Ohishi, K. Hirose
  • 雑誌名: Earth and Planetary Science Letters 259 (1-2) ページ: 18-23
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sound velocity of MgSiO3 perovskite to Mbar pressure (2007)
  • 著者名/発表者名: M. Murakami, S. V. Sinogeikin, H. Hellwig, J. D. Bass and J. Li
  • 雑誌名: Earth and Planetary Science Letters 256 (1-2) ページ: 47-54
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sound velocity of MgSiO_3 perovskite to Mbar pressure (2007)
  • 著者名/発表者名: M.Murakami, S.V.Sinogeikin, H.Hellwig, J.D.Bass, J.Li
  • 雑誌名: Earth and Planetary Science Letters 256 ページ: 47-54
• [学会発表] High Pressure Mineralogy to Investigate the Deep Earth (2009)
  • 著者名/発表者名: Murakami, M
  • 学会等名: Japanese-French Frontiers of Science Symposium
  • 発表場所: 湘南国際村(神奈川)
  • 年月日: 2009-01-21
• [学会発表] Sound Velocities of Lower Mantle Minerals : Implications for lower mantle mineralogy (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Murakami
  • 学会等名: Stagnant Slab Project International Symposium on "DEEP SLAB and MANTLE DYNAMICS"
  • 発表場所: Kyoto (Japan)
• [学会発表] High Pressure Mineralogy to Investigate the Deep Earth (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Murakami
  • 学会等名: Japanese-French Frontiers of Science Symposium
  • 発表場所: Kanagawa (Japan)
• [学会発表] Elasticity of MgO to 130 Gpa : Implications for lower mantle mineralogy (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Murakami, Y. Ohishi, N. Hirao and K. Hirose
  • 学会等名: American Geophysical Union, Fall Meeting 2008
  • 発表場所: San Francisco, USA
• [学会発表] Sound velocities of MgSiO3 perovskite and post-perovskite : A constraint on the D" discontinuity (2007)
  • 著者名/発表者名: M. Murakami
  • 学会等名: 24th European Crystallographic Meeting
  • 発表場所: Marrakech (Morocco)
• [学会発表] Sound velocities of MgSiO3 perovskite and post-perovskite (2007)
  • 著者名/発表者名: M. Murakami, S. Sinogeikin, H. Holger, J. Bass, N. Sata, Y. Ohishi, K. Hirose
  • 学会等名: 7th High Pressure Mineral Physics Seminar
  • 発表場所: Matsushima (Japan)
• [学会発表] Sound Velocity of MgSiO3 Post-Perovskite Phase: Constraints on the D" discontinuity (2006)
  • 著者名/発表者名: M. Murakami, S. Sinogeikin, J. Bass, N. Sata, Y. Ohishi, K. Hirose
  • 学会等名: American Geophysical Union, Fall Meeting
  • 発表場所: San Francisco (USA)
• [学会発表] Discovery of Post-Perovskite Phase in Silicates and the Mineralogy of the Lowermost Mantle (2006)
  • 著者名/発表者名: M. Murakami
  • 学会等名: Annual Meeting of the German Mineralogical Society
  • 発表場所: Hannover (Germany)
• [学会発表] Mineralogy in the Earth's lowermost mantle (2006)
  • 著者名/発表者名: M. Murakami
  • 学会等名: Workshop on High Pressure and Synchrotron Radiation at ESRF
  • 発表場所: Grenoble (France)
• [備考]
  • URL: http://db.tohoku.ac.jp/whois/detail/be3c3fa85005f925339e446de0cf4d23.html