| 研究課題/領域番号 |
20H00201
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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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 |
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 | 愛媛大学 |
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研究代表者 |
河野 義生 愛媛大学, 地球深部ダイナミクス研究センター, 准教授 (20452683)
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| 研究分担者 |
新田 清文 公益財団法人高輝度光科学研究センター, 分光推進室, 研究員 (00596009)
尾原 幸治 島根大学, 学術研究院機能強化推進学系, 教授 (00625486)
則竹 史哉 山梨大学, 大学院総合研究部, 助教 (50755569)
近藤 望 愛媛大学, 地球深部ダイナミクス研究センター, 特定研究員 (70824275)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
45,630千円 (直接経費: 35,100千円、間接経費: 10,530千円)
2023年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2022年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2021年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2020年度: 29,640千円 (直接経費: 22,800千円、間接経費: 6,840千円)
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| キーワード | 高圧 / 非晶質構造 / ケイ酸塩 / ガラス / マグマ / 動径分布関数 / マントル / 動径分布関数測定 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
高圧下におけるケイ酸塩マグマの構造転移の理解は、鉱物の結晶構造転移と同様に、地球深部の構造・状態を理解する上で必要不可欠である。本研究では、研究代表者が独自に開発した対向型二段式大容量セル技術を基に、核-マントル境界の超高圧下における非晶質大試料の超高圧実験技術の開発と、それと組み合わせた高精度のケイ酸塩ガラスの動径分布関数測定システムを開発することにより、ケイ酸塩マグマのアナログ物質であるケイ酸塩ガラスにおけるSi-O配位数6配位以上の超高圧構造転移を実験的に明らかにし、核-マントル境界の超高圧下におけるケイ酸塩マグマの構造・状態の理解を目指す。
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| 研究実績の概要 |
2023年度は主にこれまで得られたデータの解析と結果のとりまとめを行い、特に本研究課題で開発した高圧下その場における高精度のガラス・メルトの構造測定手法についての論文を執筆した(Kono et al., 2024)。さらに、新たにMg2SiO4ガラスの高圧室温下における構造測定と、SiO2ガラスについての高圧かつ高温下における構造測定を行った。
2022年にNature Communications誌に出版したSiO2ガラスの高圧構造変化の研究を基に、次に、SiO2量の変化による高圧構造変化の違いを理解することを目的とし、MgSiO3ガラス、Mg2SiO4ガラスの構造測定を行った。昨年度以前に実験を行ったMgSiO3ガラスの研究については2023年度に論文を執筆し、現在American Mineralogist誌でin pressとなっている。さらに、2023年度に、よりSiO2量が少ないMg2SiO4ガラスについての高圧下構造測定を行い、質の良い構造因子S(Q)データの取得に成功した。これらSiO2ガラス、MgSiO3ガラス、Mg2SiO4ガラスの高圧構造を比較することにより、SiO2量の異なるケイ酸塩ガラスにおける高圧構造変化の違いを議論する。
さらに、圧力誘起の構造変化だけでなく、温度の影響による構造変化の可能性を調べるために、SiO2ガラスについて高圧かつ高温下での構造測定を行った。圧力約1 GPaの低圧下においては、融点直下の温度最大1600℃までの加熱においても顕著な構造変化は見られなかったが、圧力3 GPa以上の高圧下においては、400-800℃以上の高温下において構造因子S(Q)の結果に明らかな変化が見られた。構造変化の詳細については現在解析中であるが、四面体対称性の崩れる圧力3 GPa以上の高圧下においては、温度の影響による構造変化の存在を示している。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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