高圧実験によるポストペロフスカイトとマントル最下部のレオロジー

• 研究課題/領域番号: 21340128
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 固体地球惑星物理学
• 研究機関: 岡山大学
• 研究代表者: 山崎 大輔 岡山大学, 地球物質科学研究センター, 准教授 (90346693)
• 研究分担者: 伊藤 英司 岡山大学, 地球物質科学研究センター, 名誉教授 (00033259) ; 芳野 極 岡山大学, 地球物質科学研究センター, 准教授 (30423338) ; 桂 智男 岡山大学, 地球物質科学研究センター, 教授 (40260666)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 18,590千円 (直接経費: 14,300千円、間接経費: 4,290千円); 2011年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2010年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2009年度: 10,270千円 (直接経費: 7,900千円、間接経費: 2,370千円)
• キーワード: ポストペロフスカイト / レオロジー / 粒径 / 粘性率 / 異方性 / 相転移機構 / 選択配向 / 高圧実験 / ペロフスカイト / 高圧 / 相転移

研究概要

ポストペロフカイトはマントル最下部層(いわゆる、D"層)の主要構成物質である。そこで、地球内部の対流を理解するために、ペロフスカイトからポストペロフスカイトへの相転移に伴う、レオロジー的性質の変化を高圧実験的手法により調べた。結晶粒径は、物質の粘性率や変形機構を制約する重要な要因で有り、実験結果から、相転移に伴い細粒化が起こることが明らかになった。このことは、ポストペロフスカイトに相転移することによって粘性率の低下が起きることを示している。

研究成果

• [雑誌論文] Static compression of(Mg_<0. 83>, Fe_<0. 17>) O and(Mg_<0. 75>, Fe_<0. 25>) O ferropericlase up to 58 GPa at 300, 700, and 1100 K. (2012)
  • 著者名/発表者名: Matsui, M., Ito, E., Yamazaki, D., Yoshino, T., Guo, X., Shan, S., Higo, Y, Funakoshi, K
  • 雑誌名: Am. Min. 巻: 97 ページ: 176-183
  • 査読あり
• [雑誌論文] Static compression of (Mg_<0.83>,Fe_<0.17>)O and (Mg_<0.75>,Fe_<0.25>)O ferroperic lase up to 58 GPa at 300, 700, and 1100 K (2012)
  • 著者名/発表者名: Matsui, M., Ito, E., Yamazaki, D., Yoshino, T., Guo, X., Shan, S., Higo, Y, Funakoshi, K
  • 雑誌名: Am.Min. 巻: 97 ページ: 176-183
  • 査読あり
• [雑誌論文] 焼結ダイヤモンドアンビルを組み込んだ川井型高圧装置による圧力発生 (2011)
  • 著者名/発表者名: 山崎大輔
  • 雑誌名: 高圧力の科学と技術 巻: 21 ページ: 272-277
  • NAID: 10030275046
  • 査読あり
• [雑誌論文] Silicon and magnesium diffusion in a single crystal of MgSiO_3 perovskite (2011)
  • 著者名/発表者名: Xu, J., Yamazaki, D., Katsura, T., Wu, X., Remmert, P., Yurimoto, H., Chakraborty, S.
  • 雑誌名: J. Geophys. Res. 巻: 116 号: B12
  • DOI: 10.1029/2011jb008444
  • 査読あり
• [雑誌論文] High pressure generation using scaled-up Kawai-cell (2011)
  • 著者名/発表者名: A. Shatskiy, T. Katsura, K. D. Litasov, A. V. Shcherbakova, Y. M. Borzdov, D. Yamazaki, A. Yoneda, E. Ohtani, E. Ito
  • 雑誌名: Phys. Earth Planet. Inter. 巻: 189 ページ: 92-108
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystal Structure of a New Carbon-Nitride-Related Material C2N2(CH2) (2011)
  • 著者名/発表者名: Sougawa, M., Sumiya, T., Takarabe, K., Mori, Y., Okada, T., Gotou, H., Yagi, T., Yamazaki, D., Tomioka, N., Katsura, T., Kariyazaki, H., Sueoka, K., Kunitsugu, S.
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 50 ページ: 95503-95503
  • NAID: 210000071192
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis and crystal chemica lcharacterization of the pyrochlore type MgZrSi2O7 (2011)
  • 著者名/発表者名: Xu, J, Ito, E., Yamazaki, D., Guo, X., Wu, X.
  • 雑誌名: Materials Chemistry and Physics 巻: 128 ページ: 410-412
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of iron content on electrical conductivity of ferropericlase with implications for the spin transition pressure (2011)
  • 著者名/発表者名: Yoshino, T., Ito, E., Katsura, T., Yamazaki, D., Shan, S., Guo, X., Nishi, M., Higo, Y., Funakoshi, K.
  • 雑誌名: J. Geophys. Res. 巻: 116
  • 査読あり
• [雑誌論文] Compressibility of strontium orthophosphate Sr3(PO4) 2at high pressure (2011)
  • 著者名/発表者名: Zhai, S., Xue, W., Yamazaki, D., Shan, S., Ito, E., Tomioka, N., Shimojuku, A., Funakoshi, K.
  • 雑誌名: Phys. Chem. Minerals 巻: 38 ページ: 357-361
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phase boundary between perovskite and post-perovskite structures in MnGeO3 determined by in situ X-ray diffraction measurements using sintered diamond anvils (2011)
  • 著者名/発表者名: D. Yamazaki, E. Ito, T. Katsura, T. Yoshino, S. Zhai, H. Fukui, A. Shatskiy, X. Guo, S. Shan, T. Okuchi, Y. Tange, Y. Higo, K. Funakoshi
  • 雑誌名: Am. Min. 巻: 96 ページ: 89-92
  • 査読あり
• [雑誌論文] Compressibility of strontium orthophosphate Sr3(P04)2at high pressure (2011)
  • 著者名/発表者名: Zhai, S., Xue, W., Yamazaki, D., Shan, S., Ito, E., Tomioka, N., Shimojuku, A., Funakoshi, K.
  • 雑誌名: Phys.Chem.Minerals 巻: 38 ページ: 357-361
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of iron content on electrical conductivity of ferro-periclase with implications for the spin transition pressure (2011)
  • 著者名/発表者名: Yoshino, et al
  • 雑誌名: J.Geophys.Res. 巻: 116 号: B4
  • DOI: 10.1029/2010jb007801
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis and crystal chemica lcharacterization of the pyrochlore type MgZrSi207 (2011)
  • 著者名/発表者名: Xu, J, Ito, E., Yamazaki, D., Guo, X., Wu, X.
  • 雑誌名: Materials Chemistry and Physics 巻: 128 ページ: 410-412
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystal Structure of a New Carbon-Nitride-Related Material C2N2 (CH2) (2011)
  • 著者名/発表者名: Sougawa, M., Sumiya, T., Takarabe, K., Mori, Y., Okada, T., Gotou, H., Yagi, T., Yamazaki, D., Tomioka, N., Katsura, T., Kariyazaki, H., Sueoka, K., Kunitsugu, S.
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 50 号: 9R ページ: 95503-95503
  • DOI: 10.1143/jjap.50.095503
  • NAID: 210000071192
  • 査読あり
• [雑誌論文] High pressure generation using scaled-up Kawai-cell (2011)
  • 著者名/発表者名: A.Shatskiy, T.Katsura, K.D.Litasov, A.V.Shcherbakova, Y.M.Borzdov, D.Yamazaki, A.Yoneda, E.Ohtani, E.Ito
  • 雑誌名: Phys.Earth Planet.Inter. 巻: 189 ページ: 92-108
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phase boundary between perovskite and post-perovskite structures in MnGe03 determined by in situ X-ray diffraction measurements using sintered diamond anvils (2011)
  • 著者名/発表者名: Yamazaki, D., Ito, E., Katsura, T., Yoshino, T., Zhai, S., Fukui, H., Shatskiy, A., Guo, X., Shan, S., Okuchi.
  • 雑誌名: Am.Mineral. 巻: 96 ページ: 89-92
  • 査読あり
• [雑誌論文] Adiabatic temperature profile in the mantle (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Katsura, A. Yoneda, D. Yamazaki, T. Yoshino, E. Ito
  • 雑誌名: Phys. Earth Planet. Inter. 巻: 183 ページ: 212-218
  • 査読あり
• [雑誌論文] Grain growth kinetics of majorite and stishovite in MORB (2010)
  • 著者名/発表者名: D. Yamazaki, T. Matsuzaki, T. Yoshino
  • 雑誌名: Phys. Earth Planet. Inter. 巻: 183 ページ: 183-189
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrical conductivity of mantle peridotite at the uppermost lower mantle condition (2010)
  • 著者名/発表者名: Yoshino, T., Katsura, T., Yamazaki, D., Ito, E.
  • 雑誌名: J. Phys.: Conference Series 巻: 215 ページ: 12102-12102
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preliminary reports on in situ X-ray observation of "post-perovskite" in CaRuO3 (2010)
  • 著者名/発表者名: Yamazaki, D., Ito, E., Yoshino, T., Guo, X.-G., Shun, S., Nishi, M., Higo Y., Funakoshi, K.
  • 雑誌名: J. Phys.: Conference Series 巻: 215 ページ: 12096-12096
  • 査読あり
• [雑誌論文] High pressure generation and investigation of the spin transition of ferropericlase(Mg0. 83, Fe0. 17) 0 (2010)
  • 著者名/発表者名: Ito, E., Yoshino, T., Yamazaki, D., Shatzkiy, A. S., Shun, S., Guo, X., Katsura, T., Higo, Y., Funakoshi, K.
  • 雑誌名: J. Phys.: Conference Series 巻: 215 ページ: 12099-12099
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stishovite single-crystal growth and application to silicon self-diffusion measurements (2010)
  • 著者名/発表者名: A. Shatskiy, D. Yamazaki, Y. M. Borzdov, T. Matsuzaki, K. D. Litasov, T. Cooray, A. Ferot, E. Ito, T. Katsura
  • 雑誌名: American Mineralogist 巻: 95 ページ: 135-143
  • 査読あり
• [雑誌論文] Aluminum nitride crystal growth from an Al-N system at 6. 0 GPa and 1800℃ (2010)
  • 著者名/発表者名: Shatskiy, A., Borzdov, Y. M., Yamazaki, D., Litasov, K. D., Katsura, T., Palyanov, Y. N
  • 雑誌名: Crystal Growth and Design 巻: vol.10, No.6 ページ: 2563-2570
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pressure generation and investigation of the post-perovskite transformation in MgGeO3 by squeezing the Kawai-cell equipped with sintered diamond anvils (2010)
  • 著者名/発表者名: Ito E., Yamazaki D., Yoshino T., Fukui H., Zhai S., Shatzkiy A., Katsura T., Tange Y., Funakoshi K.
  • 雑誌名: Earth and Planetary Science Letters 巻: 293 ページ: 84-89
  • 査読あり
• [雑誌論文] Compressibility of strontium orthophosphate Sr3(P04)2at high pressure (2010)
  • 著者名/発表者名: Zhai, S., Xue, W., Yamazaki, D., Shan, S., Ito, E., Tomioka, N., Shimojuku, A., Funakoshi, K
  • 雑誌名: Phys.Chem.Minerals 巻: DOI10.1007/s00269-010-0409-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrical conductivity of mantle peridotite at the uppermost lower mantle condition (2010)
  • 著者名/発表者名: Yoshino, T., Katsura, T., Yamazaki, D., Ito, E.
  • 雑誌名: J.Phys.: Conference Series 巻: 215 ページ: 12102-12102
  • 査読あり
• [雑誌論文] Grain growth kinetics of majorite and stishovite in MORB (2010)
  • 著者名/発表者名: Yamazaki, D., Matsuzaki, T., Yoshino, T
  • 雑誌名: Phys.Earth Planet.Inter 巻: 183 ページ: 183-189
  • 査読あり
• [雑誌論文] Adiabatic temperature profile in the mantle (2010)
  • 著者名/発表者名: Katsura, T., Yoneda, A., Yamazaki, D., Yoshino, T., Ito, E
  • 雑誌名: Phrs.Earth Planet.Iater. 巻: 183 ページ: 212-218
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preliminary reports on in situ X-ray observation of "post-perovskite" in CaRu03 (2010)
  • 著者名/発表者名: Yamazaki, D., Ito, E., Yoshino, T., Guo, X.-G., Shun, S., Nishi, M., Higo Y., Funakoshi, K
  • 雑誌名: J.Phys.: Conference Series 巻: 215 ページ: 12096-12096
  • 査読あり
• [雑誌論文] Aluminum nitride crystal growth from an Al-N system at 6.0 GPa and 1800 oC (2010)
  • 著者名/発表者名: Shatskiy, A., Borzdov, Y.M., Yamazaki, D., Litasov, K.D.. Katsura, T., Palyanov, Y.N
  • 雑誌名: Crystal Growth and Design 巻: 10 ページ: 2563-2570
  • 査読あり
• [雑誌論文] High pressure generation and investigation of the spin transition of ferropericlase (Mg0.83.Fe0.17)O (2010)
  • 著者名/発表者名: Ito, E., Yoshino, T., Yamazaki, D., Shatzkiy, A.S., Shun, S., Guo, X., Katsura, T., Bigo, Y., Funakoshi, K.
  • 雑誌名: J.Phys.: Conference Series 巻: 215 ページ: 12099-12099
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pressure generation and investigation of the post-perovskite transformation in NgGeO3 by squeezing the Kawai-cell equipped with sintered diamond anvils (2010)
  • 著者名/発表者名: Ito E., Yamazaki D., Yoshino T., Fukui H., Zhai S., Shatzkiy A., KatsuraT., Tange Y., Funakoshi K
  • 雑誌名: Earth and Planetary Science Letters 293 ページ: 84-89
  • 査読あり
• [雑誌論文] P-V-T relations of wadsleyite determined by in situ X-ray diffraction in a large-volume high-pressure apparatus (2009)
  • 著者名/発表者名: Katsura T., Shatskiy A., Manthilake M. A. G. M., Zhai S., Yamazaki D., Matsuzaki T., Yoshino T., Yoneda A., Ito E., Sugita M., Tomioka N., Nozawa A., Funakoshi K.
  • 雑誌名: Geophysical Research Letters 巻: L11307
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermal expansion of forsterite at high pressures determined by in situ X-ray diffraction : The adiabatic geotherm in the upper mantle (2009)
  • 著者名/発表者名: Katsura, T., Shatskiy, A., Manthilake, M. A. G. M., Zhai, S., Fukui, H., Yamazaki, D., Matsuzaki, T., Yoneda, A., Ito, E., Kuwata, A., Ueda, A., Nozawa, A., Funakoshi, K.
  • 雑誌名: Phys. Earth Planet. Inter. 巻: 174 ページ: 86-92
  • 査読あり
• [雑誌論文] Well-wetted olivine grain boundaries in partial molten peridotites in the asthenosphere (2009)
  • 著者名/発表者名: Yoshino T., Yamazaki D., Mibe K.
  • 雑誌名: Earth and Planetary Science Letters 巻: 283 ページ: 167-173
  • 査読あり
• [雑誌論文] Single crystal growth of wadsleyite (2009)
  • 著者名/発表者名: Shatskiy A., Litasov K. D., Matsuzaki T., Shinoda K., Yamazaki D., Yoneda A., Ito E., Katsura T.
  • 雑誌名: Am. Min. 巻: 94 ページ: 1130-1136
  • 査読あり
• [雑誌論文] A new 6-axis apparatus to squeeze the Kawai-cell of sintered diamond cubes (2009)
  • 著者名/発表者名: Ito E., Katsura T., Yamazaki D., Yoneda A., Tado, M., Ochi, T., Nishibara, E., Nakamura, A.
  • 雑誌名: Phys. Earth Planet. Inter. 巻: 174 ページ: 264-269
  • 査読あり
• [雑誌論文] Texture of(Mg, Fe)SiO3 perovskite and ferro-periclase aggregate : implications for rheology of the lower mantle (2009)
  • 著者名/発表者名: Yamazaki D., Yoshino T., Matsuzaki T., Katsura T., Yoneda A
  • 雑誌名: Physics of Earth and Planetary Interiors 174 ページ: 138-144
  • 査読あり
• [雑誌論文] Boron-doped diamond heater and its application to large-volume, high-pressure, and high-temperature experiments (2009)
  • 著者名/発表者名: Shatskiy A., Yamazaki D., Morard G., Cooray T., Matsuzaki T., Higo Y., Funakoshi K., Sumiya H., Ito E., Katsura T
  • 雑誌名: Rev. Sci. Instrum 80
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermal expansion of forsterite at high pressures determined by in situ X-ray diffraction : The adiabatic geotherm in the upper mantle (2009)
  • 著者名/発表者名: Katsura, T., Shatskiy, A., Manthilake, M.A.G.M., Zhai, S., Fukui, H., Yamazaki, D., Matsuzaki, T., Yoneda, A., Ito, E.,
  • 雑誌名: Phys. Earth Planet. Inter. 174 ページ: 86-92
  • 査読あり
• [雑誌論文] P-V-T relations of wadsleyite determined by in situ X-ray diffraction in a large-volume high-pressure apparatus (2009)
  • 著者名/発表者名: Katsura T., Shatskiy A., Manthilake M.A.G.M., Zhai S., Yamazaki D., Matsuzaki T., Yoshino T., Yoneda A., Ito E., Sugita
  • 雑誌名: Geophysical Research Letters 36
  • 査読あり
• [雑誌論文] Single crystal growth of wadsleyite (2009)
  • 著者名/発表者名: Shatskiy A., Litasov K.D., Matsuzaki T., Shinoda K., Yamazaki D., Yoneda A., Ito E., Katsura T.
  • 雑誌名: Am. Min. 94 ページ: 1130-1136
  • 査読あり
• [雑誌論文] A new 6-axis apparatus to squeeze the Kawai-cell of sintered diamond cubes (2009)
  • 著者名/発表者名: Ito E., Katsura T., Yamazaki D., Yoneda A., Tado, M., Ochi, T., Nishibara, E., Nakamura, A.
  • 雑誌名: Phys. Earth Planet. Inter. 174 ページ: 264-269
  • 査読あり
• [雑誌論文] Determination of high-pressure phase equilibria of Fe203 using the Kawai-type apparatus equipped with sintered diamond anvils (2009)
  • 著者名/発表者名: Ito E., Fukui H., Katsura T., Yamazaki D., Yoshino T., Aizawa Y., Kubo A., Yokoshi S., Kawabe K., Zhai S., Shatzkiy A., Okube
  • 雑誌名: Am Min. 94 ページ: 205-209
  • 査読あり
• [雑誌論文] P-V-T relations of MgSiO3 perovskite determined by in situ X-ray diffraction using a large-volume high-pressure apparatus (2009)
  • 著者名/発表者名: Katsura T., Yokoshi S., Kawabe K., Shatskiy A., Manthilake M.A.G.M., Zhai S., Fukui H., Hegoda H.A.C.I., Yoshino
  • 雑誌名: Geophys. Res. Lett. 36
  • 査読あり
• [雑誌論文] The temperature-pressure-volume equation of state of platinum (2009)
  • 著者名/発表者名: Matsui M, Ito E., Katsura T., Yamazaki D., Yoshino T., Yokoyama A., Funakoshi K.
  • 雑誌名: J. Appl. Phys. 105
  • 査読あり
• [学会発表] 燒結ダイヤモンドアンビルを組み込んだ川井型装置の圧力発生と地球構成物質の弾性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 山崎大輔・伊藤英司・芳野極・下宿彰・郭シンツァン・単シャンミン・肥後祐司・國本健広・舟越賢一
  • 学会等名: 第52回高圧討論会
  • 発表場所: 那覇
  • 年月日: 2011-11-10
• [学会発表] 焼結ダイヤモンドアンビルを組み込んだ川井型装置の圧力発生と地球構成物質の弾性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 山崎大輔・伊藤英司・芳野極・下宿彰・郭シンツァン・単シャンミン・肥後祐司・國本健広・舟越賢一
  • 学会等名: 第52回高圧討論会
  • 発表場所: 沖縄キリスト教学院(沖縄県)
  • 年月日: 2011-11-10
• [学会発表] Interconnected ferro-periclase in the subducting slab at the top of lower mantle (2011)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Yamazaki
  • 学会等名: 地球惑星関連連合大会
  • 発表場所: 千葉
  • 年月日: 2011-05-25
• [学会発表] Interconnected ferro-periclase in the subducting slab at the top of lower mantle (2011)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Yamazaki
  • 学会等名: 地球惑星関連連合大会
  • 発表場所: 幕張メッセ(千葉県)
  • 年月日: 2011-05-25
• [学会発表] Compression of MgSiO_3 and(Mg, Fe) SiO_3 perovskites based on the pressure generation technique using sintered diamond anvils in a Kawai-typeapparatus (2010)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Yamazaki, Eiji Ito, Xinzhuan Guo, Takashi, Yoshino, Shuangming Shan, Akira Shimojuku, Akira Yoneda, Yuji Higo, Ken-ichi Funakoshi
  • 学会等名: American Geophysical Union Fall Meeting
  • 発表場所: San Francisco
  • 年月日: 2010-12-15
• [学会発表] 焼結ダイヤモンドアンビルを用いた川井型装置での圧力発生とペロフスカイトの圧縮率 (2010)
  • 著者名/発表者名: 山崎大輔・伊藤英・芳野極・下宿彰・肥後祐司・舟越賢一
  • 学会等名: 高圧討論会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2010-10-21
• [学会発表] Rheology of the subducted slab in the lower mantle inferred from the connectivity of ferro-periclase in the post-spinel aggregates (2010)
  • 著者名/発表者名: 山崎大輔
  • 学会等名: 地球惑星関連連合大会
  • 発表場所: 千葉
  • 年月日: 2010-05-27
• [学会発表] Mechanism of transformation from perovskite to post-perovskite (2010)
  • 著者名/発表者名: D. Yamazaki, M. Murakami and M. Miyahara
  • 学会等名: 地球惑星関連連合大会
  • 発表場所: 千葉
  • 年月日: 2010-05-25
• [学会発表] Observations of post-perovskite transition in germanate and melting of stishovite by using sintered diamond anvil and boron doped diamond heater in Kawai cell : Toward the generation of extreme P-T condition (2009)
  • 著者名/発表者名: D. Yamazaki, E. Ito, A. Shatskiy, T. Yoshino, T. Katsura, K. Funakoshi
  • 学会等名: AIRAPT-22 & HPCJ-50
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2009-07-28
• [学会発表] 下部マントルにおけるフェロペリクレースの重要性について (2009)
  • 著者名/発表者名: 山崎大輔・芳野極・桂智男・伊藤英司
  • 学会等名: 地球惑星関連連合大会
  • 発表場所: 千葉
  • 年月日: 2009-05-18