| 研究課題/領域番号 |
19H01994
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分17040:固体地球科学関連
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| 研究機関 | 大阪大学 (2021)
愛媛大学 (2019-2020) |
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研究代表者 |
西 真之 大阪大学, 理学研究科, 准教授 (10584120)
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| 研究分担者 |
土屋 旬 愛媛大学, 地球深部ダイナミクス研究センター, 准教授 (00527608)
桑山 靖弘 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 特任助教 (00554015)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2021年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2020年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2019年度: 11,310千円 (直接経費: 8,700千円、間接経費: 2,610千円)
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| キーワード | マントル / 水 / 中心核 / 含水鉱物 / 地球・惑星内部構造 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、地球を含む惑星内部の水の存在形態や大規模循環の解明を目的とする。特に地球マントルー中心核境界に運ばれた水の化学反応や、大型惑星内部において水を貯蔵可能な含水鉱物の理解を目指し、高温高圧発生実験や数値計算に基づいた研究を行う。
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| 研究成果の概要 |
本課題では、地球・惑星内部の水の挙動の理解を目的とした実験を行った。超高温高圧下で進行する水と金属鉄の化学反応を詳細に調べ、金属鉄の表面に「さび(酸化鉄)」が生成されることを明らかにした。このことは、地球内部を循環する水が、金属鉄から成る地球中心核の表面に酸化鉄つくることを示唆する。また、様々な化学組成の含水鉱物を実験試料として用い、含水鉱物の超高温高圧下でのふるまいを調べた。その結果，地球深部の含水鉱物は周囲の環境に応じてその化学組成を大きく変えることや，水素と酸素とアルミニウムからなる水酸化アルミニウム (AlOOH) は190万気圧で結晶構造が変化（相転移）することがわかった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
地球内部を循環する水が、金属鉄から成る地球中心核の表面に酸化鉄つくることが示唆された。地球内部の対流運動や中心核―マントル境界の性質、地震波異常の起源などを知るうえで重要な知見となると期待される。また、これまで実験的に検証されることのなかった地球マントル圧力を超える超高圧に耐える含水鉱物が存在することが分かった。地球より大きな惑星の内部はこのような超高圧環境が想定されるため、地球以外の惑星内部の水の挙動に関する新たな知見となった。
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