| 研究課題/領域番号 |
19KK0085
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| 研究種目 |
国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B))
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分17:地球惑星科学およびその関連分野
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| 研究機関 | 広島大学 |
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研究代表者 |
井上 徹 広島大学, 先進理工系科学研究科(理), 教授 (00291500)
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| 研究分担者 |
柿澤 翔 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, テニュアトラック研究員 (10846819)
川添 貴章 広島大学, 先進理工系科学研究科(理), 准教授 (40527610)
佐藤 友子 広島大学, 先進理工系科学研究科(理), 准教授 (80553106)
安東 淳一 広島大学, 先進理工系科学研究科(理), 教授 (50291480)
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| 研究期間 (年度) |
2019-10-07 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
18,200千円 (直接経費: 14,000千円、間接経費: 4,200千円)
2023年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2022年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2021年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2020年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2019年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
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| キーワード | 高温高圧実験 / 弾性波速度測定 / 放射光実験 / 地球深部物質 / マントルダイナミクス / 上部マントル / マントル遷移層 / 下部マントル / 高圧実験 / 地球深部水 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究は日本側の最先端の高温高圧実験技術と米国側の最先端の弾性波速度測定技術・放射光X線その場観察実験技術を組み合わせて，地球深部物質の高温高圧下での弾性波速度測定実験を無水及び含水条件下で遂行し，地球深部物質の探索を行おうというものである．
今回，両者の得意とする技術を融合した国際共同研究を遂行し，質の高い高温高圧合成試料を用いて高温高圧下弾性波速度測定実験を高精度で遂行することにより，地球深部での物質構成について，水の効果も含めて明らかにする．
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| 研究実績の概要 |
本研究の目的は、日本側の最先端の高温高圧実験技術と米国側の最先端の弾性波速度測定技術・放射光X線その場観察実験技術を組み合わせて、地球深部物質の高温高圧下での弾性波速度測定実験を無水及び含水条件下で遂行し、地球深部物質の探索を行おうというものである。そしてこの国際共同研究強化Bを通じて、更なる強い国際協力関係を構築し、特に若手研究者へこの協力関係を伝承していくことが目的である。
コロナ禍でお互いの行き来は制約されたが、電子メールやオンラインを有効に用いて共同研究を遂行した。弾性波速度測定技術・放射光X線その場観察実験技術を組み合わせた研究に関しては、マントル遷移層付近で重要となる高圧含水相（超含水B相）の高温高圧下での弾性波速度測定の研究成果を出版できた。この論文の筆頭著者は研究代表者の元指導学生であり、現在は中国（中国地震局）で活躍している。さらに、超音波法による高圧下での弾性波速度測定においてはボンド補正が極めて重要となるが、その補正法について考察した論文を出版できた。この論文の筆頭著者は研究代表者の指導学生であり、博士号を取得後、デラウエア州立大学へポスドクとして採用された。このように、若手研究者育成に貢献できた。
特にGwanmesia教授とは密接なやり取りの下、含水ワズレアイトに関する共同研究を進めている。この国際共同研究により、上記のように研究代表者の指導学生がデラウエア州立大学ポスドクとして採用されたことは特筆に値する。
加えてこの国際共同研究強化Bから派生したロシア研究者との国際共同研究も実を結んでおり、日露二国間共同研究へと広げて共同研究を遂行している。2023年1月16-17日にはオンラインセミナー「5th International Seminar “High-Pressure Mineralogy: Theory and Experiment”」を開催し、高温高圧実験に関する議論を行った。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
コロナ禍でお互いの行き来は制約されたが、海外の研究者とは主に電子メールでのやり取りの基、研究を進めた。その中で弾性波速度測定技術・放射光X線その場観察実験技術を組み合わせた研究として特記すべき成果は、１）マントル遷移層付近で重要となる高圧含水相（超含水B相）の高温高圧下での弾性波速度測定に関する研究の出版（若手研究者Xu博士の育成）、２）超音波速度測定法において極めて重要となるボンド補正に関する研究の出版及び博士号授与（若手研究者野田博士の育成）、３）野田博士の米国デラウエア州立大学ポスドクの採用、４）Gwanmesia教授との含水ワズレアイトの良質焼結体の合成及びその詳細なキャラクタリゼーションの研究、５）アメリカシカゴ放射光施設APSにおける放射光X線その場観察実験の実施（Gabriel教授と野田博士による）等である。さらに、本国際共同研究強化Bから派生した国際共同研究としては、６）ロシア研究者との日露二国間共同研究、７）2023年1月16-17日にかけてのオンラインセミナー「5th International Seminar “High-Pressure Mineralogy: Theory and Experiment”」の開催、等がある。このように国際共同研究の幅が着実に広げられている。
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| 今後の研究の推進方策 |
引き続き日本側で培った技術を用いて、弾性波速度測定に耐えうる試料合成を行う。高圧合成実験は、広島大学及び愛媛大学GRC設置の川井型マルチアンビル高圧発生装置を併用して行う。非常に透光性の高い、すなわち焼結度の高い試料合成を行うため、出発試料としてはコンテナレス法（浮遊法）で合成したガラスを用いる。この出発試料作製はSPring-8のBL04B2設置の装置を用いて行う。加えて、含水ワズレアイトの合成も行う。合成に成功した試料については、Ｘ線回折装置、走査型電子顕微鏡、電子線プローブマイクロアナライザー、及び透過型電子顕微鏡においてキャラクタリゼーションを行う。
加えて、研究代表者の研究室で博士号を取得した野田氏のデラウエア州立大学ポスドク異動に伴い、アメリカ側での弾性波速度測定を強力に推進する。既にアメリカシカゴ放射光施設APSでの放射光ビームタイムがアサインされており、Gabriel教授と野田氏の主導の基、アメリカ側での弾性波速度測定実験について力を入れて行く。
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