外核の化学組成の決定

• 研究課題/領域番号: 22340131
• 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: 独立行政法人海洋研究開発機構
• 研究代表者: 小野 重明 独立行政法人海洋研究開発機構, 地球内部ダイナミクス領域, 主任研究員 (20313116)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円); 2012年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円); 2011年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円); 2010年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
• キーワード: 外核 / 第一原理計算 / 高圧実験 / 地球外核 / 化学組成 / 高温高圧実験 / 量子力学計算 / 鉄

研究概要

地球外核は、その大部分が金属鉄の溶融体であるが、化学組成は純粋な鉄でなく、軽い密度の元素が溶融していると考えられている。この軽い元素の正体を、スーパーコンピュータを用いた量子力学計算と、ダイヤモンドアンビルセル高温高圧実験との二つの異なる手法を有機的に結びつけて、解明を試みた。その結果、珪素、酸素、硫黄は、その候補物質として不適格である可能性がきわめて高いことが判明し、炭素と水素が適合することが予想された。

研究成果

• [雑誌論文] Electrical conductivity of aragonite in the subducted slab, Eur (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Ono, K. Mibe
  • 雑誌名: J. Mineral 巻: 25 号: 1 ページ: 11-15
  • DOI: 10.1127/0935-1221/2013/0025-2254
  • 査読あり
• [雑誌論文] Determination of the phase boundary of the ferroelastic rutile to CaCl2 transition in RuO2 using in situ high-pressure and high-temperature Raman spectroscopy (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Ono, K. Mibe
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 84 号: 5 ページ: 54114-54114
  • DOI: 10.1103/physrevb.84.054114
  • 査読あり
• [雑誌論文] In situ observation of a garnet-perovskite transition in CaGeO3 (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Ono, T. Kikegawa Y. Higo
  • 雑誌名: Phys. Chem. Minerals 巻: 38 ページ: 735-740
  • 査読あり
• [雑誌論文] Price, Elastic, thermal and structural properties of platinum (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Ono, J. P. Brodholt, G. D
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. Solid 巻: 72 号: 3 ページ: 169-175
  • DOI: 10.1016/j.jpcs.2010.12.004
  • 査読あり
• [雑誌論文] In situ observation of a garnet/perovskite transition in CaGeO3 (2011)
  • 著者名/発表者名: Ono, S., Kikegawa, T., Higo, Y.
  • 雑誌名: Phys.Chem.Mine. 巻: 38(9) 号: 9 ページ: 735-740
  • DOI: 10.1007/s00269-011-0446-z
  • 査読あり
• [雑誌論文] Elastic, thermal and structural properties of platinum (2011)
  • 著者名/発表者名: S.Ono, et al.
  • 雑誌名: J.Phys.Chem.Solid 巻: 72 ページ: 169-175
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrical conductivity of MgCO_3 at high pressures and high temperatures (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Mibe, et at.
  • 雑誌名: Physica B 巻: 406 ページ: 2018-2020
  • 査読あり
• [雑誌論文] 信頼性の高い状態方程式の構築のための理論計算と高圧実験からのアプローチ (2010)
  • 著者名/発表者名: 小野重明
  • 雑誌名: 高圧力の科学と技術 巻: 20 号: 3 ページ: 244-251
  • DOI: 10.4131/jshpreview.20.244
  • NAID: 10026625163
  • ISSN: 0917-639X, 1348-1940
  • 査読あり
• [学会発表] Pressure-induced spin transitions of iron and iron alloys at Earth's core conditions (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Ono
  • 学会等名: IUCrHP2012/ QuBS2012
  • 発表場所: 水戸
  • 年月日: 2012-09-25
• [学会発表] 第一原理分子動力学法によるFeSiの状態方程式と弾性波速度の見積もり (2012)
  • 著者名/発表者名: 小野重明
  • 学会等名: 日本鉱物科学会年会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2012-09-20
• [学会発表] Garnet-Perovskite transformation in CaGeO3 (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Ono
  • 学会等名: EGU Meeting 2012
  • 発表場所: ウィーン、オーストリア
  • 年月日: 2012-04-25
• [学会発表] Garnet-Perovskite trans- formation in CaGeO3 (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Ono
  • 学会等名: Misasa-2012 & Geofluid-2
  • 発表場所: 鳥取
  • 年月日: 2012-03-21
• [学会発表] Pressure-induced spin transitions of iron and iron alloys at Earth’s core conditions (2012)
  • 著者名/発表者名: Shigeaki Ono
  • 学会等名: IUCrHP2012/ QuBS2012
  • 発表場所: 水戸
  • 招待講演
• [学会発表] スピン転移にともなう鉄の物性変化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 小野重明
  • 学会等名: 連合大会
  • 発表場所: 幕張
  • 年月日: 2011-05-23
• [学会発表] スピン転移にともなう鉄の物性変化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 小野重明
  • 学会等名: 地球惑星連合2011年度連合大会
  • 発表場所: 幕張メッセ
  • 年月日: 2011-05-23
• [学会発表] Carbonates in deep mantle (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Ono
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2010年大会
  • 発表場所: 千葉、幕張メッセ国際会議場
  • 年月日: 2010-05-23
• [図書] InTech, Vienna, Austria, Synergy between first-principles computation and experiment in study of earth science, In Some Applications of Quantum Mechanics (Eds, M. R. Pahlavani) (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Ono
• [図書] Synergy between first-principles computation and experiment in study of earth science, In Some Applications of Quantum Mechanics (2012)
  • 著者名/発表者名: S.Ono
  • 総ページ数: 4
  • 出版者: InTech
• [備考] 京都大学にて、研究成果に関する報道機関関係者向けのレクチャーを行った。20121026