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高圧実験と地震波観測による統合的アプローチを用いた沈み込み帯下の構造と進化の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19H02002
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分17040:固体地球科学関連
研究機関愛媛大学

研究代表者

GREAUX Steeve  愛媛大学, 地球深部ダイナミクス研究センター, 講師 (90543166)

研究分担者 肥後 祐司  公益財団法人高輝度光科学研究センター, 回折・散乱推進室, 主幹研究員 (10423435)
河合 研志  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (20432007)
佐藤 友彦  岡山理科大学, 基盤教育センター, 准教授 (80714831)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
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)
2022年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2021年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2020年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2019年度: 9,880千円 (直接経費: 7,600千円、間接経費: 2,280千円)
キーワードmantle composition / high pressure / ultrasonic measurement / seismological model / triplication
研究開始時の研究の概要

P- and S-wave velocities are the unique tool we have to explore the inaccessible deep Earth. To this day however, comparison of laboratory data with global seismological models has given no unique answer due to the complexity of the mantle as suggested by the growing evidences for compositional heterogeneities widespread across the globe. Here we propose a new approach, which consist in elucidating locally regions of stagnating slabs, independently from global models, on the basis of laboratory sound velocity measurements, geological record of the slab and local seismological observations.

研究成果の概要

本研究プロジェクトでは、地球規模のモデルとは独立して、停滞するスラブを持つ地域の地震活動を調査しました。調査は、実験室での音速測定、スラブの地質記録、そして局所的な地震観測に基づいています。当研究チームは、先鋭的な超音波干渉計やシンクロトロンX線技術を用いて、上部マントル、マントル遷移層、そして下部マントル最上部における実験を行いました。パイロライト、中央海嶺玄武岩、ハルツバーグ岩だけでなく、他の関連する鉱物や岩石についてもこの手法を適用し、国際的な共同研究の結果、地球惑星科学の分野に広範な示唆を与える成果を得ました。

研究成果の学術的意義や社会的意義

The velocity models derived from our datasets enable us to constrain the local structure and composition of the mantle and subducted slabs, extending up to the uppermost lower mantle. This has implications for our understanding of Earth's internal dynamics and evolution throughout geological time.

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (46件)

すべて 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (10件) 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 10件、 査読あり 11件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (24件) (うち国際学会 13件、 招待講演 6件)

  • [国際共同研究] IMPMC, Sorbonne University(フランス)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] Lawrence Livermore National Laboratory(米国)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] IMPMC, Sorbonne University/IPGP, Paris University(フランス)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] Lawrence Livermore National Laboratory(米国)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] IMPMC, Sorbonne University/IPGP, Paris University(フランス)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] Inst. Earth Sci., Ac. Sinica, Taiwan/Inst. of Earthquake Forecasting(中国)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] Lawrence Livermore National Laboratory(米国)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] IMPMC, Sorbonne University/IPGP, Paris University(フランス)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Inst. Earth Sci., Ac. Sinica, Taiwan(中国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Lawrence Livermore National Laboratory(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] SPring-8高圧実験ビームラインの概要と最新研究2022

    • 著者名/発表者名
      肥後 祐司, 河口 沙織
    • 雑誌名

      日本結晶学会誌

      巻: 64 号: 1 ページ: 33-40

    • DOI

      10.5940/jcrsj.64.33

    • ISSN
      0369-4585, 1884-5576
    • 年月日
      2022-02-28
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Sound Velocities of Superhydrous Phase B up to 21 GPa and 900 K2022

    • 著者名/発表者名
      Xu Chaowen、Greaux Steeve、Inoue Toru、Noda Masamichi、Gao Jing、Li Ying
    • 雑誌名

      Geophysical Research Letters

      巻: 49 号: 13 ページ: 0-0

    • DOI

      10.1029/2022gl098674

    • 関連する報告書
      2022 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] Al partitioning between phase D and bridgmanite at the uppermost lower mantle pressure2021

    • 著者名/発表者名
      Xu Chaowen、Kakizawa Sho、Greaux Steeve、Inoue Toru、Li Ying、Gao Jing
    • 雑誌名

      Physics and Chemistry of Minerals

      巻: 48 号: 10 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1007/s00269-021-01163-5

    • 関連する報告書
      2021 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] Low Velocity Zones in the Martian Upper Mantle Highlighted by Sound Velocity Measurements2021

    • 著者名/発表者名
      Xu F.、Siersch N. C.、Greaux S.、Rivoldini A.、Kuwahara H.、Kondo N.、Wehr N.、Menguy N.、Kono Y.、Higo Y.、Plesa A.‐C.、Badro J.、Antonangeli D.
    • 雑誌名

      Geophysical Research Letters

      巻: 48 号: 19

    • DOI

      10.1029/2021gl093977

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Elastic properties of Mg-phase D at high pressure2021

    • 著者名/発表者名
      Xu Chaowen、Li Ying、Inoue Toru、Greaux Steeve、Li Qingze、Gao Jing、Sun Fengxia、Fang Leiming
    • 雑誌名

      High Pressure Research

      巻: 41 号: 3 ページ: 233-246

    • DOI

      10.1080/08957959.2021.1954177

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Sound Velocity of MgSiO3 Majorite Garnet up to 18 GPa and 2000 K2021

    • 著者名/発表者名
      Zhou Chunyin、Greaux Steeve、Liu Zhaodong、Higo Yuji、Arimoto Takeshi、Irifune Tetsuo
    • 雑誌名

      Geophysical Research Letters

      巻: 48 号: 14

    • DOI

      10.1029/2021gl093499

    • 関連する報告書
      2021 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] Continuous measurement of ultrasonic elastic wave velocities, X-ray radiography and X-ray diffraction of Zr50Cu40Al10 metallic glass at high pressure and high temperature conditions2021

    • 著者名/発表者名
      Kono Yoshio、Higo Yuji、Greaux Steeve、Shibazaki Yuki、Yamada Rui、Kuwahara Hideharu、Kondo Nozomi
    • 雑誌名

      High Pressure Research

      巻: 41 号: 3 ページ: 219-232

    • DOI

      10.1080/08957959.2021.1941000

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Elasticity of nanocrystalline kyanite at high pressure and temperature from ultrasonic and synchrotron X-ray techniques2020

    • 著者名/発表者名
      N.A. Gaida, S. Gréaux, Y. Kono, H. Ohfuji, H.Kuwahara, N. Nishiyama, O. Beermann, T. Sasaki, K. Niwa, M. Hasegawa
    • 雑誌名

      Journal of the American Ceramic Society

      巻: 104 号: 1 ページ: 635-644

    • DOI

      10.1111/jace.17464

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Sound Velocities of Al‐Bearing Phase D up to 22 GPa and 1300 K2020

    • 著者名/発表者名
      Xu Chaowen、Greaux Steeve、Inoue Toru、Noda Masamichi、Sun Wei、Kuwahara Hideharu、Higo Yuji
    • 雑誌名

      Geophysical Research Letters

      巻: 47 号: 18

    • DOI

      10.1029/2020gl088877

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Laboratory measurements of sound velocities of CaSiO3 perovskite reveal the fate of subducted oceanic crust into the Earth' s deep interior2020

    • 著者名/発表者名
      Greaux S. and Irifune T.
    • 雑誌名

      SPring-8/SACLA Research Frontier

      巻: Annual Report 2019 ページ: 3-4

    • 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] Thermoelastic Properties of K0.7Na0.3AlSi3O8 Hollandite and NaAlSi2O6 Jadeite: Implication for the Fate of the Subducted Continental Crust in the Deep Mantle2020

    • 著者名/発表者名
      Greaux Steeve、Zhou Youmo、Kono Yoshio、Yamada Akihiro、Higo Yuji、Irifune Tetsuo
    • 雑誌名

      Minerals

      巻: 10 号: 3 ページ: 261-261

    • DOI

      10.3390/min10030261

    • 関連する報告書
      2019 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] Influence of aluminum on the elasticity of majorite-pyrope garnets2019

    • 著者名/発表者名
      Liu, Z., Greaux, S., Cai, N, Siersch, N., Boffa Ballaran, T., Irifune, T. and Frost, D.J.
    • 雑誌名

      American Mineralogist

      巻: 104 ページ: 929-935

    • DOI

      10.2138/am-2019-6771

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Structural study of silica-free calcium aluminate (CaAl2O4) glass at high-pressures using the synchrotron X-ray facilities2022

    • 著者名/発表者名
      Ohira I., Kono Y., Greaux S., Kondo N., Hrubiak R. and Higo Y.
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Water content at the stagnant slabs deduced from the sound velocity of hydrous ringwoodite2022

    • 著者名/発表者名
      Sun W., Greaux S., Irifune T. and Higo Y.
    • 学会等名
      Goldschmidt
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Low Velocity Zones in the Martian Upper Mantle Highlighted by Sound Velocity Measurements2022

    • 著者名/発表者名
      Xu F., Siersch N., Greaux S., Rivoldini A., Kuwahara H., Kondo N., Wehr N., Menguy N., Kono Y., Higo Y., Plesa A.-C., Badro J. and Antonangeli D.
    • 学会等名
      23rd General Meeting of the International Mineralogical Association, IMA 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 高温高圧下における含水シリカの電気伝導度測定 ~超イオン状態の実験的証拠~2022

    • 著者名/発表者名
      稲田 真子, 奥田 善之, 岡 健太, 桑原 秀治, Greaux S., 廣瀬 敬
    • 学会等名
      63rd High Pressure Conference of Japan
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Thermal Conductivity of Hydrous Stishovite and DHMS Minerals; Implications for Seismicity along Japanese Trench Subduction Zone2022

    • 著者名/発表者名
      Sweidan B., Ohta K., Okuda Y., Greaux S., Kodama M., Yagi T. and Kuwahara H.
    • 学会等名
      AGU Fall Meeting
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Waveform inversion for the 3-D S-wave velocity structure inside the LLSVPs2022

    • 著者名/発表者名
      Kawai K.
    • 学会等名
      The 4th Meeting of the Study of Planetary Deep Interiors
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Low Velocity Zones in the Martian Upper Mantle Highlighted by Sound Velocity Measurements2022

    • 著者名/発表者名
      Xu F., Siersch N., Greaux S., Rivoldini A., Kuwahara H., Kondo N., Wehr N., Menguy N., Kono Y., Higo Y., Plesa A.-C., Badro J. and Antonangeli D.
    • 学会等名
      23rd General Meeting of the International Mineralogical Association, IMA 2022, Lyon (France)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Water content at the stagnant slabs deduced from the sound velocity of hydrous ringwoodite2022

    • 著者名/発表者名
      Sun W., Greaux S., Irifune T. and Higo Y.
    • 学会等名
      Goldschmidt, Hawaii (USA)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Structural study of silica-free calcium aluminate (CaAl2O4) glass at high-pressures using the synchrotron X-ray facilities2022

    • 著者名/発表者名
      Ohira I., Kono Y., Greaux S., Kondo N., Hrubiak R. and Higo Y.
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting, Makuhari, Chiba (Japan)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Experimental studies on phase equilibria, density and sound velocities of Martian mantle assemblages2021

    • 著者名/発表者名
      Siersch N., Xu F., Marceline, A.-E., Greaux S., Rivoldini A., Kuwahara H., Kondo N., Wehr N., Menguy N., Kono Y., Higo Y., Plesa A.-C., Badro J. and Antonangeli D.
    • 学会等名
      AGU Fall Meeting. New Orleans (USA, Online)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Sound velocities of mantle rock aggregates at simultaneous high pressure and high temperature: implications for the structure of the mantle transition region.2021

    • 著者名/発表者名
      Greaux S., Kuwahara H., Kono Y., Higo Y., Mitsu K. Ohira I., Kondo N. and Irifune T.
    • 学会等名
      10th Asian Conference on High Pressure Research, ACHPR-10. Korea (Online).
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] コチュナイト型ジルコニアの硬度と弾性率2021

    • 著者名/発表者名
      Tinnakorn P., Nishiyama N., Greaux S., Kono Y.
    • 学会等名
      62nd High Pressure Conference of Japan, Himeji (Japan).
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Structure and elastic wave velocity of SiO2-Al2O3 glass under high-pressure2021

    • 著者名/発表者名
      Ohira I., Kono Y., Greaux S., Kondo N., Kuwahara H. and Shen G.
    • 学会等名
      62nd High Pressure Conference of Japan, Himeji (Japan).
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Mobility of volatile-bearing magmas in planetesimals: implications for CO2 loss and storage during accretion2021

    • 著者名/発表者名
      Stopponi V., Stagno V., Sena F., Marras G., Codispoti N. and Greaux S.
    • 学会等名
      3rd European Mineralogical Conference. Cracow (Poland)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] CaSiO3ガラスの高密度化に伴う構造-物性変化2021

    • 著者名/発表者名
      山田 明寛・信氏 周知・Greaux Steeve・肥後 祐司・松岡 純
    • 学会等名
      日本セラミックス協会-第34回秋季シンポジウム. Japan (Online).
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Low Velocity Zones in the Martian Upper Mantle Highlighted by Sound Velocity Measurements2020

    • 著者名/発表者名
      Siersch N., Xu F., Greaux S., Badro J., Kuwahara H., Kondo N., Kono Y., Higo Y., Plesa A.-C., Rivoldini A. and Antonangeli D.
    • 学会等名
      American Geophysical Union Fall meeting (San Francisco, USA)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Towards ultrasonic measurements at lower mantle P and T conditions in the multi-anvil apparatus2020

    • 著者名/発表者名
      Greaux S., Kono Y., Higo Y. and Irifune T.
    • 学会等名
      ERC grant International Workshop on “Development of multi-anvil technology, and its applications to lower mantle research and material sciences”
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] In situ synchrotron diffraction and sound velocity measurements of transparent nanoceramics consisting of low-symmetry crystals2020

    • 著者名/発表者名
      Gaida N.A., Greaux S., Kono Y., Kuwahara H., Nishiyama N., Beermann O., Niwa K. and Hasegawa M.
    • 学会等名
      11th International Conference on the advanced materials, THERMEC'2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Sound Velocities of CaSiO3 Perovskite and its Implications for the Deep Mantle Mineralogy2019

    • 著者名/発表者名
      Greaux S., Irifune T., Higo Y. and Tange Y.
    • 学会等名
      American Geophysical Union Fall meeting (San Francisco, USA)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Sound velocities of pyrolite and the structure of the mantle upper transition region2019

    • 著者名/発表者名
      Greaux S., Irifune T. and Higo Y.
    • 学会等名
      60th High Pressure Conference of Japan (Sapporo, Japan)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Sound velocity of Al-bearing phase D to 22 GPa and 1300 K2019

    • 著者名/発表者名
      Xu C., Greaux S., Inoue T., Noda M., Sun W., Kuwahara H. and Higo Y.
    • 学会等名
      60th High Pressure Conference of Japan (Sapporo, Japan)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Elastic wave velocity of Al-bearing Tschermak substitution bridgmanite under high pressure and high temperature2019

    • 著者名/発表者名
      Noda M., Inoue T., Greaux S. and Higo Y.
    • 学会等名
      60th High Pressure Conference of Japan (Sapporo, Japan)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Sound Velocities of CaSiO3 Perovskite and some Implications for the Deep Mantle Mineralogy2019

    • 著者名/発表者名
      Greaux S.
    • 学会等名
      SPring-8 User Community annual meeting (Okayama, Japan).
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Sound velocities of CaSiO3 perovskite and some implications for the deep mantle mineralogy2019

    • 著者名/発表者名
      Greaux S., Irifune T., Higo Y., Tange Y., Arimoto T., Liu Z. and Yamada A.
    • 学会等名
      27th IUGG General Assembly (Montreal, Canada)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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