| 研究課題/領域番号 |
21K18647
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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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 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
東 真太郎 東京工業大学, 理学院, 助教 (60771293)
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| 研究期間 (年度) |
2021-07-09 – 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 |
6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
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| キーワード | 回転式ダイヤモンドアンビルセル / レオロジー / 高温高圧 / 変形実験 / 海洋地殻 / スティショバイト / 近赤外線 / 下部マントル / 高温技術 / イメージ炉 / 回転式DAC |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究は、独自に開発を進めてきた高圧変形試験機である回転式ダイヤモンドアンビルセルにレーザー加熱を導入することで、地球内部へと沈み込んだプレートの地殻を構成する鉱物の合成と高温高圧変形実験を行う。これによってこれまでの変形実験装置の実験可能な温度圧力範囲の拡大と、地球深部へ沈み込んだプレートの海洋地殻部分の変形特性とダイナミクスの理解を前進させる。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、高温高圧変形試験機として回転式ダイヤモンドアンビルセルと近赤外線集光加熱を組み合わせた新たな実験装置(IRrDAC)を開発し、地球深部条件での変形実験に対して有用であることを実証した。この装置を用いて地球深部へと沈み込んでいることが予想される含水スティショバイト(SiO2, 1750±150 ppm H2O)に対し変形実験を行ったところ、流動強度は下部マントルを構成する鉱物の一つフェロペリクレースとほぼ同等である可能性が示された。IRrDACを用いた含水スティショバイトの高温高圧変形実験(16ー54 GPa, 常温ー650度)から、その流動強度の温度依存性と圧力依存性を確認できた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
これまで下部マントルに相当する圧力下(23-135 GPa)で定量的な高温変形実験を行うことは非常に困難であった。これに対し、本研究では我々研究グループが開発してきた回転式ダイヤモンドアンビルセルと新たな加熱手法の近赤外線集光加熱を組み合わせ、大型放射光施設SPring-8のビームライン上に最適化することで可能にした。これによって、今まで得ることが困難であった地球深部へと沈み込んでいる海洋地殻物質の高温高圧大ひずみ変形が可能となり、流動強度における温度依存性や圧力依存性を観察するに至った。
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