粒子法による多相流粘弾性流体数値計算コードの開発とマグマへの応用

• 研究課題/領域番号: 22740297
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 固体地球惑星物理学
• 研究機関: 愛媛大学
• 研究代表者: 市川 浩樹 愛媛大学, 地球深部ダイナミクス研究センター, グローバル COE 助教 (50570503)
• 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: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円); 2012年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2011年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2010年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
• キーワード: 火山現象 / 数値地球連続体力学 / 固体地球物理学 / 流体

研究概要

多相流の数値計算コードの作成を行い、地球初期に存在したマグマオーシャンでの金属の液滴の落下を模した数値計算を行った。その結果、珪酸塩の溶融液体中において、金属の液滴が落下しつつ、分裂や衝突合体を行う様子が再現できた。計算結果をマグマオーシャン全体の鉄と珪酸塩の分離の問題に適用することにより、地球の中心核の形成にかかる時間をより正確に見積もることができるようになった。

研究成果

• [雑誌論文] Mantle convection with continental drift and heat source around the mantle transition zone (2013)
  • 著者名/発表者名: Hiroki Ichikawa, Masanori Kameyama, and Kenji Kawai
  • 雑誌名: Gondwana Research 巻: (in press) 号: 3-4 ページ: 1080-1090
  • DOI: 10.1016/j.gr.2013.02.001
  • 査読あり
• [雑誌論文] Supply Rate of Continental Materials to the Deep Mantle through Subduction Channels (2013)
  • 著者名/発表者名: Hiroki Ichikawa, Kenji Kawai, Shinji Yamamoto, and Masanori Kameyama
  • 雑誌名: Tectonophysics 巻: 596 ページ: 46-52
  • DOI: 10.1016/j.tecto.2013.02.001
  • 査読あり
• [雑誌論文] Linear stability analysis on the influences of the spatial variations in thermal conductivity and expansivity on the flow patterns of thermal convection with strongly temperature-dependent viscosity (2013)
  • 著者名/発表者名: Arata Miyauchi, Masanori Kameyama, and Hiroki Ichikawa
  • 雑誌名: Journal of Earth Science 巻: -
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Linear Stability Analysis on the Onset of Thermal Convection of a Fluid with Strongly Temperature-dependent Viscosity in a Spherical Shell (2011)
  • 著者名/発表者名: Masanori Kameyama, Hiroki Ichikawa, Arata Miyauchi
  • 雑誌名: Theoretical and Computational Fluid Dynamics 巻: (印刷中) 号: 1-2 ページ: 21-40
  • DOI: 10.1007/s00162-011-0250-x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Linear stability analysis on the influences of the spatial variations in thermal conductivity and expansivity on the flow patterns of thermal convection with strongly temperature-dependent viscosity
  • 著者名/発表者名: Arata Miyauchi, Masanori Kameyama, and Hiroki Ichikawa
  • 雑誌名: Journal of Earth Science 巻: (in press)
  • 査読あり
• [学会発表] Mantle convection simulation with subducted continental materials as a heat source (2013)
  • 著者名/発表者名: Ichikawa, H., Kameyama, M., and Kawai, K.
  • 学会等名: Japan Geoscience Union Meeting 2013
  • 発表場所: Chiba, Japan
• [学会発表] Mantle convection simulation with heat source around the mantle transition zone (2013)
  • 著者名/発表者名: Ichikawa, H., Kameyama, M., and Kawai, K.
  • 学会等名: The 3rd Global-COE international symposium on Deep Earth Mineralogy in conjunction with TANDEM 2013
  • 発表場所: Matsuyama, Japan
• [学会発表] Mantle convection with continental drift and heat source around the mantle transition zone (2012)
  • 著者名/発表者名: Ichikawa, H., Kameyama, M., and Kawai, K
  • 学会等名: AGU Fall Meeting 2012
  • 発表場所: San Francisco, CA, USA
• [学会発表] Contribution of heat source around the mantle transition zone on continental drift (2012)
  • 著者名/発表者名: Ichikawa, H., Kameyama, M., and Kawai, K
  • 学会等名: Japan Geoscience Union Meeting 2012
  • 発表場所: Chiba, Japan
• [学会発表] Supply Rate of Continental Materials to the Deep Mantle (2011)
  • 著者名/発表者名: Hiroki Ichikawa, Kenji Kawai, Shinji Yamamoto and Masanori Kameyama
  • 学会等名: AGU fall meeting2011
  • 発表場所: San Francisco, USA
  • 年月日: 2011-12-09
• [学会発表] Supply Rate of Continental Materials to the Deep Mantle (2011)
  • 著者名/発表者名: Hiroki Ichikawa, Kenji Kawai, Shinji Yamamoto, Masanori Kameyama
  • 学会等名: AGU fall meeting 2011
  • 発表場所: San Francisco, USA
  • 年月日: 2011-12-09
• [学会発表] マントル深部へ沈み込む大陸地殻の量の推定 (2011)
  • 著者名/発表者名: 市川浩樹、河合研志、亀山真典、土屋卓
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合 2011 年度連合大会
  • 発表場所: 千葉
  • 年月日: 2011-05-23
• [学会発表] マントル深部へ沈み込む大陸地殻の量の推定 (2011)
  • 著者名/発表者名: 市川浩樹、河合研志、亀山真典、土屋卓
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2012年度連合大会
  • 発表場所: 千葉
  • 年月日: 2011-05-23
• [学会発表] Self consistent model of core formation and the effective metal-silicate partitioning (2010)
  • 著者名/発表者名: Ichikawa, Labrosse, and Kameyama
  • 学会等名: AGU fall meeting 2010
  • 発表場所: サンフランシスコ(アメリカ)
  • 年月日: 2010-12-10
• [学会発表] Self consistent model of core formation and the effective metal-silicate partitioning (2010)
  • 著者名/発表者名: Ichikawa, Labrosse, and Kameyama
  • 学会等名: Second TANDEM symposium
  • 発表場所: 武漢(中国)
  • 年月日: 2010-11-05
• [学会発表] ラブロッセ、亀山、マグマオーシャン中での鉄、シリケイトの分離過程における熱と化学元素の分配過程のシミュレーション (2010)
  • 著者名/発表者名: 市川
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合 2010 年度連合大会
  • 発表場所: 千葉
  • 年月日: 2010-05-23
• [学会発表] マグマオーシャン中での鉄、シリケイトの分離過程における熱と化学元素の分配過程のシミュレーション (2010)
  • 著者名/発表者名: 市川、ラブロッセ、亀山
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2010年度連合大会
  • 発表場所: 千葉
  • 年月日: 2010-05-23