高温高圧下弾性波速度測定による下部マントルの鉱物学的モデル構築と不均質構造の解明

• 研究課題/領域番号: 22684028
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 岩石・鉱物・鉱床学
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 村上 元彦 東北大学, 大学院・理学研究科, 准教授 (50401542)
• 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: 26,780千円 (直接経費: 20,600千円、間接経費: 6,180千円); 2012年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2011年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円); 2010年度: 22,750千円 (直接経費: 17,500千円、間接経費: 5,250千円)
• キーワード: 地球深部構造 / 下部マントルの鉱物学 / 超高圧実験 / 弾性波速度測 / 地球深部科学 / 下部マントル / 弾性波速度 / 高温高圧実験

研究概要

大型放射光施設SPring-8にて導入した弾性波速度測定装置にレーザー加熱装置を組み込み、高温高圧条件での測定を可能にした。MgO、(Mg,Fe)O及びアルミを含有するケイ酸塩ペロブスカイト相の最下部マントル圧力条件、及びMgO,MgSiO_3ペロブスカイト相の高温高圧条件での弾性波速度測定、さらにSiO2、MgSiO3ガラスの200万気圧を超える横波速度測定に成功し、下部マントルの鉱物学モデルに強い制約を与えた。

研究成果

• [雑誌論文] Sound velocities of Na 0.4Mg 0.6Al1.6Si0.4O4 NAL and CF phases to 73 GPa determined by Brillouin scattering method (2013)
  • 著者名/発表者名: Lidong Dai・Yuki Kudo・Kei Hirose・Motohiko Murakami・Yuki ASahara・Haruka Ozawa・Yasuo Ohishi・Naohisa Hirao
  • 雑誌名: Physics and Chemistry of Minerals 巻: 40 号: 3 ページ: 195-201
  • DOI: 10.1007/s00269-012-0558-0
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sound velocity measurements of CaSiO_3 perovskite to 133GPa and implications for lowermost mantle seismic anomalies (2012)
  • 著者名/発表者名: Y Kudo, K Hirose, M Murakami, Y Asahara, H Ozawa, Y Ohishi, N Hirao
  • 雑誌名: Earth and Planetary Science Letters 巻: 349 ページ: 1-7
  • URL: http://dx.doi.org/10.1016/j.epsl.2012.06.040
  • 査読あり
• [雑誌論文] A perovskitic lower mantle inferred from high-pressure, high-temperature sound velocity data (2012)
  • 著者名/発表者名: Murakami, M., Ohishi, Y., Hirao, N., Hirose, K.
  • 雑誌名: Nature 巻: 485 号: 7396 ページ: 90-94
  • DOI: 10.1038/nature11004
  • 査読あり
• [雑誌論文] Acceptance of Mineralogical Society ofAmerica Award for 2011 (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Murakami
  • 雑誌名: American Mineralogist 巻: 97 ページ: 1009-1009
  • URL: http://dx.doi.org/10.2138/am.2012.587
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ozawa, Y Ohishi, N Hirao Sound velocity measurements of CaSiO3 perovskite to 133GPa and implications for lowermost mantle seismic anomalies (2012)
  • 著者名/発表者名: Y Kudo, K Hirose, M Murakami, Y Asahara, H Ozawa, Y Ohishi, N Hirao
  • 雑誌名: Earth and Planetary Science Letters 巻: 349 ページ: 1-7
  • DOI: 10.1016/j.epsl.2012.06.040
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evidence of denser MgSiO_3 glass above 133GPa and implications for remnants ofultradense silicate melt from a deep magma ocean (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Murakami & J. D. Bass
  • 雑誌名: Proceedings of National Academy of Science,USA 巻: 108 号: 42 ページ: 17286-17286
  • DOI: 10.1073/pnas.1109748108
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermoelastic properties of ice VII and its high-pressure polymorphs: Implications for dynamics of cold slab subduction in the lower mantle (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Asahara, K. Hirose, Y. Ohishi, N. Hirao,M. Murakami
  • 雑誌名: Earth and Planetary Science Letters 巻: 299 ページ: 474-482
  • URL: http://dx.doi.org/10.1016/j.epsl.2010.09.037
  • 査読あり
• [雑誌論文] In-situ sound velocity measurements at high pressure and high temperature using Brillouin spectroscopy with synchrotron radiation and infrared laser heating system: Application to the deep earth science (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Murakami
  • 雑誌名: Journal of the Japanese Society for Synchrotron Radiation Research 巻: 26 ページ: 370-381
  • NAID: 10027124824
  • URL: http://www.jssrr.jp/journal/pdf/23/p370.pdf
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tactics and strategy toward a construction of primary pressure scale (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Murakami
  • 雑誌名: The Review of High Pressure Science and Technology 巻: 20 ページ: 252-261
  • NAID: 10026625183
  • URL: http://dx.doi.org/10.4131/jshpreview.20.252
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spectroscopic evidenc (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Murakami & J. D. Bass
  • 雑誌名: Physical Review Letters 巻: 104 ページ: 25504-25504
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sound velocity measurement in liquid water up to 25 GPa and 900 K: Implications for densities of water at lower mantle conditions (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Asahara, M. Murakami, Y. Ohishi, N. Hirao, K. Hirose
  • 雑誌名: Earth and Planetary Science Letters 巻: 289 ページ: 479-485
  • URL: http://dx.doi.org/10.1016/j.epsl.2009.11.037
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spectroscopic evidence for ultrahigh pressure polymorphism in SiO2 glass (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Murakami, J.Bass
  • 雑誌名: Physical Review Letters 巻: 104 ページ: 25504-25504
  • 査読あり
• [雑誌論文] Densification of SiO2 glass under ultrahigh pressure : Implications for the internal evolution of the Earth (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Murakami
  • 雑誌名: NEW GLASS 巻: 25 ページ: 31-35
• [雑誌論文] In-situ velocity measurements at high pressure and high temperature sing Brillouin spectroscopy with synchrotron radiation and infrared laser heating system : Application to the deep earth science (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Murakami
  • 雑誌名: Journal of the Japanese Society for Synchrotron Radiation Research 巻: 26 ページ: 370-381
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sound velocity measurement in liquid water up to 25 GPa and 900 K : Implications for densities of water at lower mantle conditions (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Asahara, K.Hirose, Y.Ohishi, N.Hirao, M.Murakami
  • 雑誌名: Earth and Planetary Science Letters 巻: 289 ページ: 479-485
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermoelastic properties of ice VII and its high-pressure polymorphs : Implications for dynamics of cold slab subduction in the lower mantle (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Asahara, M.Murakami, Y.Ohishi, N.Hirao, K.Hirose
  • 雑誌名: Earth and Planetary Science Letters 巻: 299 ページ: 474-482
  • 査読あり
• [雑誌論文] Elasticity of MgO to 130 GPa : Implications for lower mantle mineralogy (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Murakami
  • 雑誌名: Spring-8 Research Frontiers 2009 巻: 1 ページ: 112-113
• [学会発表] Mineralogical model of the lower mantle:constraints from elasticity (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Murakami
  • 学会等名: Neutrino Geoscience 2013
  • 発表場所: Gifu
  • 年月日: 2013-03-22
• [学会発表] Mineralogical model of the lower mantle: constraints from elasticity (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Murakami
  • 学会等名: Neutrino Geoscience 2013
  • 発表場所: Gifu, Japan
  • 招待講演
• [学会発表] Sound velocities of Earth's deepmaterials (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Murakami
  • 学会等名: IMPMC Seminar, University Pierre et Marie Curie
  • 発表場所: Paris (France)
  • 年月日: 2012-11-19
• [学会発表] Chemical composition of the lower mantle: Constraints from elasticity (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Murakami
  • 学会等名: Structure and Dynamics of the Earth's DeepMantle, College de France
  • 発表場所: Paris (France)
  • 年月日: 2012-11-13
• [学会発表] Sound velocities of Earth's Deep (2012)
  • 著者名/発表者名: MaterialsM. Murakami
  • 学会等名: Dynamics and Evolution of the Earth's Interior: special emphasis on the role of fluids
  • 発表場所: Tottori
  • 年月日: 2012-03-20
• [学会発表] Sound Velocities of Deep Earth's Materials (2012)
  • 著者名/発表者名: 村上元彦
  • 学会等名: Dynamics and Evolution of the Earth's Interior : special emphasis on the role of fluids
  • 発表場所: 鳥取
  • 年月日: 2012-03-20
• [学会発表] Sound velocities of Earth’s deep materials (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Murakami
  • 学会等名: MPMC Seminar
  • 発表場所: Paris, France
  • 招待講演
• [学会発表] Chemical composition of the lower mantle: Constraints from elasticity (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Murakami
  • 学会等名: Structure and Dynamics of the Earth's Deep Mantle
  • 発表場所: Paris, France
  • 招待講演
• [学会発表] Perovskitititc Earth's Lower Mantle inferred from High-pressure and Temperature Sound Velocity Data (2011)
  • 著者名/発表者名: 村上元彦
  • 学会等名: American Geophysical Union, Fall Meeting
  • 発表場所: サンフランシスコ、アメリカ
  • 年月日: 2011-12-08
• [学会発表] MSA Award Lecture: Mineralogy and Chemistry of the Earth's Lower Mantle (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Murakami
  • 学会等名: 2011 Geological Society of America AnnualMeeting
  • 発表場所: Minneapolis (USA)
  • 年月日: 2011-10-12
• [学会発表] MSA Award Lecture : Mineralogy and Chemistry of the Earth's Lower Mantle (2011)
  • 著者名/発表者名: 村上元彦
  • 学会等名: Geological Society of America Annual Meeting
  • 発表場所: ミネアポリス、アメリカ
  • 年月日: 2011-10-11
• [学会発表] Perovskititic lower mantle inferred from high-pressure sound velocity data (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Murakami
  • 学会等名: AOGS 2011
  • 発表場所: Taipei (Taiwan)
  • 年月日: 2011-08-09
• [学会発表] Perovskititic lower mantle inferred from high-pressure sound velocity data (2011)
  • 著者名/発表者名: 村上元彦
  • 学会等名: AOGS 2011
  • 発表場所: 台北、台湾
  • 年月日: 2011-08-09
• [学会発表] Sound velocities of Earth's Deep Materials (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Murakami
  • 学会等名: Western Pacific Geophysical Meeting
  • 発表場所: Taipei (Taiwan)
  • 年月日: 2010-06-23
• [学会発表] Spectroscopic evidence for ultrahigh pressure polymorphism in SiO2 glass (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Murakami
  • 学会等名: Japan Geoscience Union Meeting
  • 発表場所: Chiba
  • 年月日: 2010-05-26
• [学会発表] Sound velocities of Earth's deepmaterials (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Murakami
  • 学会等名: Japan Geoscience Union Meeting
  • 発表場所: Chiba
  • 年月日: 2010-05-25
• [学会発表] Spectroscopic evidence for ultrahigh pressure polymorphism in SiO2 glass (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Murakami
  • 学会等名: Japan Geoscience Union Meeting
  • 発表場所: Makuhari
  • 年月日: 2010-05-25
• [図書] ブルーバックス「放射光が解き明かす驚異の ナノ世界」(編集:日本放射光学会) (2011)
  • 著者名/発表者名: (共著)村上元彦, 他
  • 出版者: 講談社
• [図書] 放射光が解き明かす驚異のナノ世界(ブルーバックス) (2011)
  • 著者名/発表者名: 村上元彦, 他
  • 出版者: 講談社
• [備考]
  • URL: http://epms.es.tohoku.ac.jp/minphys/murakami
• [備考]
  • URL: http://epms.es.tohoku.ac.jp/minphys/murakami