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超高圧高温実験に基づく"Missing xenon"問題の解明

研究課題

研究課題/領域番号 22540430
研究種目

基盤研究(C)

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
研究機関愛媛大学 (2012)
東京大学 (2010-2011)

研究代表者

八木 健彦  愛媛大学, 地球深部ダイナミクス研究センター, 特命教授 (20126189)

研究分担者 岡田 卓  東京大学, 物性研究所, 助教 (90343938)
連携研究者 浜根 大輔  東京大学, 物性研究所, 技術職員 (20579073)
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 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2012年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2011年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2010年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワードキセノン / コア / 鉄 / 超高圧 / 金属化 / 欠損
研究概要

本研究は、地球の中心核に対応する130GPa以上の超高圧高温条件下で、キセノン(Xe)が鉄やケイ酸塩と化合物や固溶体を作るか否かを実験で明らかにし、その結果に基づいて、長年地球科学の分野で未解決の大きな問題として残されているいわゆる"Missing xenon"問題の解明に寄与しようとしたものである。レーザー加熱ダイヤモンドアンビル装置を用いた実験技術の改良により、低温下で試料室に鉄と液化したXeを封入し150GPaを越す圧力まで加圧した後、レーザーで照射して数千℃まで加熱しながら、X線回折実験を行うことに成功した。その結果、このように核に対応する圧力温度条件下でもXeは鉄と全く反応せず、固溶体も作らないことが明らかになった。このことは今まで提唱されていた、大気中に欠損したXeはコア中に溶け込んでいる、という可能性を否定するものであり、Missing Xenon問題の解明には、別の可能性を考えねばならないことを示している。

報告書

(4件)
  • 2012 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書
  • 研究成果

    (36件)

すべて 2013 2012 2011 2010

すべて 雑誌論文 (21件) (うち査読あり 11件) 学会発表 (15件)

  • [雑誌論文] Anomolous behavior of cristobalite in helium under high pressure2013

    • 著者名/発表者名
      T. Sato, H. Takada, T. Yagi, H. Gotou, T. Okada, D. Wakabayashi, N. Funamori
    • 雑誌名

      Phys. Chem. Mineral.

      巻: 40 ページ: 3-10

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Argon solubility in SiO2 melt under high pressures: A new experimental result using laser-heated diamond anvil cell2013

    • 著者名/発表者名
      K. Niwa
    • 雑誌名

      J. Matsuda, Earth Planet. Sci. Lett.

      巻: 363 ページ: 1-8

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-pressure and high-tem-erature phase trtansitions in FeTiO_3 and a new dense FeTi_3O_7 structure2012

    • 著者名/発表者名
      D. Nishio-Hamane, M. Zhang, T. Yagi, Y Ma
    • 雑誌名

      Am. Mineral.

      巻: 97 ページ: 5668-572

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [雑誌論文] An opposed-anvil-type apparatus with an optical window and a wide-angle aperture for neutron diffraction2012

    • 著者名/発表者名
      R. Iizuka, T. Yagi, H. Gotou, K. Komatsu, H. Kagi
    • 雑誌名

      High Press. Res

      巻: 32 ページ: 430-441

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [雑誌論文] High-pressure and high-temperature phase transitions in FeTiO3 and a new dense FeTi3O7 structure2012

    • 著者名/発表者名
      D. Nishio-Hamane
    • 雑誌名

      Amer. Minral.

      巻: 97 ページ: 568-572

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Compression behaviors of distorted rutile-type hydrous phases, MOOH(M=Ga, In, Cr) and CrOOD2012

    • 著者名/発表者名
      A. Sano-Furukawa
    • 雑誌名

      Phys. Chem. Miner.

      巻: 39 ページ: 375-383

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Elasticity of CaIrO_3 with perovskite and postperovskite structure2011

    • 著者名/発表者名
      K. Niwa, T. Yagi, K. Ohgushi
    • 雑誌名

      Phys. Chem. Minerals

      巻: 38 ページ: 21-31

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [雑誌論文] High-pressure behavior of MnTiO_3: decomposition of perovskite into MnO and MnTi_2O_5, Phys2011

    • 著者名/発表者名
      T. Okada, T. Yagi, D. Nishio-Hamane
    • 雑誌名

      Chem. Minerals

      巻: 38 ページ: 251-258

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Helium penetrates into silica glass and reduces its compressibility2011

    • 著者名/発表者名
      T. Sato, N. Funamori, T. Yagi
    • 雑誌名

      Nature communications

      巻: 2, 345 ページ: 1-5

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [雑誌論文] A simple opposed-anvil apparatus for high pressure and temperature experiments above 10 Gpa2011

    • 著者名/発表者名
      H. Gotou, T. Yagi, T. Okada, R. Iizuka, T. Kikkegawa
    • 雑誌名

      High Pressure Res.

      巻: 31 ページ: 592-602

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Helium penetrates into silica glass and reduces its compressibility2011

    • 著者名/発表者名
      T. Sato, N. Funamori, and T. Yagi
    • 雑誌名

      Nature Commun

      巻: 2 号: 1 ページ: 345-345

    • DOI

      10.1038/ncomms1343

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Compression behaviors of binary skutterudite CoP3 in noble gases up to 40 GPa at room temperature2011

    • 著者名/発表者名
      K. Niwa, D. Nomichi, M. Hasegawa, T. Okada, T. Yagi and T. Kikegawa
    • 雑誌名

      INORGANIC CHEMISTRY

      巻: 50巻 号: 8 ページ: 3281-3285

    • DOI

      10.1021/ic101916c

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-pressure phase behavior of MnTiO_3 decomposition of perovskite in to MnO and MnTi_2O_52011

    • 著者名/発表者名
      T.Okada
    • 雑誌名

      Phys.Chem.Mineral.

      巻: 38 号: 4 ページ: 251-258

    • DOI

      10.1007/s00269-010-0400-5

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Elasticity of CaIrO_3 with perovskite and post-perovskite structure2011

    • 著者名/発表者名
      K.Niwa
    • 雑誌名

      Phys.Chem.Mineral.

      巻: 21 号: 1 ページ: 21-31

    • DOI

      10.1007/s00269-010-0378-z

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] No reactions observed in Xe-Fe system even at Earth core pressures2010

    • 著者名/発表者名
      D. Nishio-Hamane, T. Yagi, N. Sata, T. Fujita, T. Okada
    • 雑誌名

      Geophys. Res. Lett.

      巻: 37, L04302 ページ: 1-4

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Development of loading system for liquid hydrogen into diamond-anvil cell under low temperature2010

    • 著者名/発表者名
      S. Machida, H. Hirai, H. Gotou, T. Sakakibara, T. Yagi
    • 雑誌名

      Rev. Sci. Instrum.

      巻: 81, 033901 ページ: 1-4

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Decomposition of perovskite FeTiO_3 into wustite Fe_1-xTi_0.5xO and orthorhombic FeTi_3O_7 at high pressure2010

    • 著者名/発表者名
      D. Nishio-Hamane, T. Yagi, M. Ohshiro, K. Niwa, T. Okada, Y. Seto
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B

      巻: 82, 092103 ページ: 1-4

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Application of nano-polycrystalline diamond to laser-heated diamond anvil cell experiments2010

    • 著者名/発表者名
      H.Ohfuji
    • 雑誌名

      High Pressure Res.

      巻: 30 ページ: 142-150

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The stability and equation of state for the cotunnite phase of TiO_2 up to 70 GPa2010

    • 著者名/発表者名
      D.Nishio-Hamane
    • 雑誌名

      Phys.Chem.Mineral.

      巻: 37 ページ: 129-136

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] No reactions observed in Xe-Fe system even at Earth core pressures2010

    • 著者名/発表者名
      D.Nishio-Hamane
    • 雑誌名

      Geophys.Res.Lett.

      巻: 37

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Decomposition of perovskite FeTiO_3 into wustite Fe_<1-x>Ti_<0.5x>O and orthorhombic FeTi_3O_7 at high pressure2010

    • 著者名/発表者名
      D.Nishio-Hamane
    • 雑誌名

      Phys.Rev B

      巻: 82 ページ: 921031-921034

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Behavior of Xenon-iron system under core pressure2012

    • 著者名/発表者名
      Takehiko Yagi
    • 学会等名
      American Geophysical Union, Fall Meeting
    • 発表場所
      San Francisco, USA
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 氷VII,VIIIのプロトン伝導率の圧力温度依存性2011

    • 著者名/発表者名
      岡田卓
    • 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
    • 年月日
      2011-11-11
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Fe2O3の高圧下における相関係2011

    • 著者名/発表者名
      八木健彦
    • 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
    • 年月日
      2011-11-11
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] クリストバライトのヘリウム中での異常な圧縮挙動2011

    • 著者名/発表者名
      高田啓人
    • 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
    • 年月日
      2011-11-11
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] FeTiO3の高圧高温相転移とFeTi3O7相の構造2011

    • 著者名/発表者名
      浜根大輔
    • 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
    • 年月日
      2011-11-11
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Rigid silica glass in helium under high pressure2011

    • 著者名/発表者名
      T.Yagi
    • 学会等名
      AIRAPT-23 (International Conferences on High Pressure Science and Technology)
    • 発表場所
      Mumbai, India
    • 年月日
      2011-09-28
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] FeTiO_3の高圧高温相転移とFeTi_3O_7相の構造2011

    • 著者名/発表者名
      浜根大輔
    • 学会等名
      日本鉱物科学会2011年年会
    • 発表場所
      茨城大学水戸キャンパス
    • 年月日
      2011-09-11
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 低密度SiO2のヘリウム中での異常な圧縮挙動2011

    • 著者名/発表者名
      佐藤友子
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2011年大会
    • 発表場所
      幕張メッセ国際会議場(千葉)
    • 年月日
      2011-05-25
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Fe_2O_3の高圧下における相関係2011

    • 著者名/発表者名
      八木健彦、中村ひとみ、浜根大輔、岡田卓
    • 学会等名
      第52回高圧討論会
    • 発表場所
      那覇、沖縄
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Behavior of SiO2 in helium pressure medium2011

    • 著者名/発表者名
      T.Yagi
    • 学会等名
      IUCr2011
    • 発表場所
      Madrid, Spain
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] FeTiO3の高圧相転移:FeO+FeTi3O7への分解2010

    • 著者名/発表者名
      八木健彦
    • 学会等名
      第51回高圧討論会
    • 発表場所
      仙台市戦災復興記念館(仙台)
    • 年月日
      2010-10-22
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Fe2O3の高温高圧下における相転移2010

    • 著者名/発表者名
      中村ひとみ
    • 学会等名
      第51回高圧討論会
    • 発表場所
      仙台市戦災復興記念館(仙台)
    • 年月日
      2010-10-22
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 高圧下におけるXe-Fe, Xe-Ni系のふるまい2010

    • 著者名/発表者名
      浜根大輔
    • 学会等名
      日本鉱物科学会2010年年会
    • 発表場所
      島根大学松(松江)
    • 年月日
      2010-09-25
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Behavior of Xenon-Iron system under core pressure2010

    • 著者名/発表者名
      T. Yagi, D. Nishio-Hamane, N. Sata, T. Fujita, T. Okada
    • 学会等名
      American Geophysical Union(AGU), Fall Meeting
    • 発表場所
      San Francisco, USA
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] High-pressure behavior of FeTiO_3 : Decomposition into (Fe1-x, Ti0.5x) O and FeTi3O72010

    • 著者名/発表者名
      T.Yagi
    • 学会等名
      20th General Meeting of the International Mineralogical Association
    • 発表場所
      Eotvos University (Budapest, Hungary)
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書

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公開日: 2010-08-23   更新日: 2019-07-29  

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