相転移と流動のカップリングに関する実験的研究

• 研究課題/領域番号: 23654190
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 岩石・鉱物・鉱床学
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 久保 友明 九州大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (40312540)
• 研究分担者: 加藤 工 九州大学, 大学院・理学研究院, 教授 (90214379)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円); 2013年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2012年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2011年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: 相転移カイネティクス / 変形 / 放射光X線 / 高温高圧実験 / マントル対流 / 沈み込むプレート / 深発地震 / 塑性流動 / 放射光Ｘ線 / 沈み込む海洋プレート / ＡＥ測定 / 相転移 / 放射光 / 高圧実験 / マントル / 対流運動

研究概要

沈み込んだ海洋プレートの構成鉱物のほとんどがマントル遷移層において相転移を起こす。そのカイネティクスとレオロジーのカップリング現象を物質科学的に解明することが、遷移層におけるプレート大変形と深発地震発生の謎を解く鍵である。本研究では地球内部においてマントル流にともなって起こる様々な相転移、反応に着目し、変形高圧装置や放射光単色X線、多端子 Acoustic Emission測定装置などを組み合わせた技術を開発することにより、高圧下における相転移カイネティクスおよびそのレオロジーとのカップリング現象を実験的に明らかにし、沈み込む海洋プレートの強度変化を考察した。

研究成果

• [雑誌論文] Creep behavior during the eutectoid transformation of albite : Implication for the slab deformation in the lower mantle. (2014)
  • 著者名/発表者名: Doi N., Kato T., Kubo T., Noda N., Shiraishi R., Suzuki A., Ohtani E., Kikegawa T.
  • 雑誌名: Earth and Planetary Science Letters 巻: 388 ページ: 92-97
  • DOI: 10.1016/j.epsl.2013.09.009
  • 査読あり
• [雑誌論文] Slow Si-Al interdiffusion in garnet and stagnation of jubducting slabs (2013)
  • 著者名/発表者名: Nishi, et al.
  • 雑誌名: Earth and Planetary Science Letters 巻: 361 ページ: 44-49
  • DOI: 10.1016/j.epsl.2012.11.022
  • 査読あり
• [雑誌論文] Geophysical and mineralogical constraints on the post-spinel transformation for the Tonga slab (2012)
  • 著者名/発表者名: Kaneshima, S, Kubo, T., Yoshioka, S.
  • 雑誌名: Physics of the Earth and Planetary Interiors 巻: 196-197 ページ: 23-31
  • DOI: 10.1016/j.pepi.2012.02.009
  • 査読あり
• [雑誌論文] Deformation cubic anvil press and stress and strain measurements using monochromatic X-rays at high pressure and high temperature (2011)
  • 著者名/発表者名: R. Shiraishi, E. Ohtani, T. Kubo, N. Doi, A. Suzuki, A. Shimojuku, T. Kato, T. Kikegawa
  • 雑誌名: High Press. Res. 巻: 31 ページ: 399-406
  • 査読あり
• [雑誌論文] Exsolution kinetics of majoritic garnet from clinopyroxene in subducting oceanic crust (2011)
  • 著者名/発表者名: Nishi, et al
  • 雑誌名: Phys.Earth Plane.Inter. 巻: 189 号: 1-2 ページ: 47-55
  • DOI: 10.1016/j.pepi.2011.07.002
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-pressure decomposition reaction of albite under differential stresses (2011)
  • 著者名/発表者名: N. Doi, T. Kato, T. Kubo, M. Noda, R. Shiraishi, A. Suzuki, E. Ohtani, T. Kikegawa
  • 雑誌名: Photon Factory Activity Report 2010 #28 Part B 巻: 221
  • URL: http://pfwww.kek.jp/acr2010pdf/part_b/pf10b221.pdf
• [雑誌論文] Deformation cubic anvil press and stress and strain measurements using monochromatic X-rays at high pressure and high temperature (2011)
  • 著者名/発表者名: Siraishi, R., Ohtani, E., Kubo, T., Doi, N., Suzuki, A., Shimojuku, A., Kato, T., Kikegawa, T.
  • 雑誌名: High Pressure Research 巻: 31 号: 3 ページ: 399-406
  • DOI: 10.1080/08957959.2011.590481
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-pressure decomposition reaction of albite under differential stresses (2011)
  • 著者名/発表者名: N. Doi, T. Kato, T. Kubo, M. Noda, R. Shiraishi, A. Suzuki, E. Ohtani, T. Kikegawa
  • 雑誌名: Photon Factory Activity Report 巻: 28 ページ: 221-221
• [学会発表] Experimental constrains on shock conditions of meteorites based on non- equilibrium behaviors of silica and plagioclase (2014)
  • 著者名/発表者名: KUBO T., KONO M., KATO T.
  • 学会等名: 日本地球惑星連合2014年度大会
  • 発表場所: 横浜
  • 招待講演
• [学会発表] Experimental constrains on shock conditions of meteorites based on non-equilibrium behaviors of silica and plagioclase (2014)
  • 著者名/発表者名: KUBO T., KONO M., KATO T.
  • 学会等名: 日本地球惑星連合2014年度大会
  • 発表場所: 横浜
  • 招待講演
• [学会発表] 準安定なザイフェルタイトが生成する温度-圧力-時間条件の実験的制約 (2013)
  • 著者名/発表者名: 久保友明, 加藤工, 肥後祐司, 舟越賢一
  • 学会等名: 日本鉱物科学会2013年年会
  • 発表場所: つくば
• [学会発表] ファイアライトのオリビン-スピネル相転移にともなうクリープ挙動変化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 土井菜保子, 久保友明, 加藤工, 西原遊, 肥後祐司, 舟越賢一
  • 学会等名: 日本鉱物科学会2013年年会
  • 発表場所: つくば
• [学会発表] シンクロトロン放射光分析による鉱物の高圧相転移とレオロジーに関する研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 土井菜保子, 加藤工, 久保友明, 野田真彦, 長與陽子, 今村公裕, 白石令, 鈴木昭夫, 大谷栄治, 西原遊, 亀掛川卓美, 肥後祐司
  • 学会等名: 日本地球惑星連合2013年度大会
  • 発表場所: 千葉
• [学会発表] 放射光X線とAE6- 6システムを用いた反応, 流動, 剪断不安定のその場同時観察手法の開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 岩里拓弥, 久保友明, 肥後祐司, 土井菜保子, 加藤工, 金嶋聰, 上原誠一郎, 西原遊, 舟越賢一
  • 学会等名: 日本地球惑星連合2013年度大会
  • 発表場所: 千葉
• [学会発表] Toward a synchrotron radiation study of reaction-induced faulting and deep earthquakes (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Kubo, N. Doi, T. Iwasato, T. Kato, T. Kikegawa, Y. Higo, K. Funakoshi
  • 学会等名: 10th International Workshop on WATER DYNAMICS, Deep Carbon Cycle and ICDP-Japan Beyond Brittle Project
  • 発表場所: Sendai
• [学会発表] シンクロトロン放射光分析による鉱物の高圧相転移とレオロジーに関する研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 土井 菜保子, 加藤 工, 久保 友明, 野田 真彦, 長與 陽子, 今村公裕, 白石 令, 鈴木 昭夫, 大谷 栄治, 西原 遊, 亀掛川 卓美, 肥後 祐司
  • 学会等名: Japan Geoscience Union Meeting 2013
  • 発表場所: 幕張
• [学会発表] 放射光 X 線とAE6-6システムを用いた反応、流動、剪断不安定のその場同時観 察手法の開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 岩里 拓弥, 久保 友明, 肥後 祐司, 土井 菜保子, 加藤 工, 金嶋 聰, 上原 誠一郎, 西原 遊, 舟越 賢一
  • 学会等名: Japan Geoscience Union Meeting 2013
  • 発表場所: 幕張
• [学会発表] In-situ XRD Study of the Olivine-Ringwoodite Phase Transformation Kinetics : Application for Effects of Water on Its Growth Kinetics (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Wang, T. Kubo, J. Ning, Y. Higo, K. Funakoshi
  • 学会等名: AGU Fall Meeting
  • 発表場所: San Francisco
• [学会発表] 共析反応に伴う組織及び変形メカニズムの変化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 土井菜保子・加藤工・久保友明・野田真彦・大谷栄 治・亀卦川卓美
  • 学会等名: 第53回高圧討論会
  • 発表場所: 大阪
• [学会発表] 次世代放射光源を用いた高圧下でのカイネティクス研究の模索 (2012)
  • 著者名/発表者名: 久保友明
  • 学会等名: 第53回高圧討論会
  • 発表場所: 大阪
• [学会発表] 地球物理学と物質科学に基づくポスト・スピネル転移に対する制約 : トンガスラブの例 (2012)
  • 著者名/発表者名: 金嶋聰, 久保友明, 吉岡祥一
  • 学会等名: 日本地球惑星連合2012年度大会
  • 発表場所: 千葉
• [学会発表] Formation of metastable seifertite (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Kubo, T. Kato, N. Doi, Y. Higo
  • 学会等名: Japan Geoscience Union meeting 2012
  • 発表場所: Makuhari
• [学会発表] Formation of metastable seifertite (2012)
  • 著者名/発表者名: Tomoaki Kubo, Takumi Kato, Naoko Doi, Yuji Higo
  • 学会等名: Japan Geoscience Union Meeting 2012
  • 発表場所: 幕張
• [学会発表] 地球物理学と物質科学に基づくポスト・スピネル転移に対する制約:トンガスラブの例 (2012)
  • 著者名/発表者名: 金嶋 聰・久保 友明・吉岡 祥一
  • 学会等名: Japan Geoscience Union Meeting 2012
  • 発表場所: 幕張
• [学会発表] In-situ XRD Study of the Olivine – Ringwoodite Phase Transformation Kinetics:Application for Effects of Water on Its Growth Kinetics (2012)
  • 著者名/発表者名: Wang Shuguang, Tomoaki Kubo, Jieyuan Ning, Yuji Higo, Ken-ichi Funakoshi
  • 学会等名: American Geophysical Union Fall Meeting
  • 発表場所: サンフランシスコ (USA)
• [学会発表] Kinetics of the post-spinel transformation and mantle flow across the 660-km discontinuity (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Kubo, N. Doi, T. Kato, Y. Higo, K. Funakoshi
  • 学会等名: AGU Fall Meeting
  • 発表場所: San Francisco
• [学会発表] Changes in flow strength induced by the decomposition of polycrystalline albite (2011)
  • 著者名/発表者名: N. Doi, T. Kato, T. Kubo, M. Noda, R. Shiraishi Ohnuma, A. Suzuki, E. Ohtani, T. Kikegawa
  • 学会等名: AGU Fall Meeting
  • 発表場所: San Francisco
• [学会発表] An experimental study on the transformation kinetics of spinel lherzolite to garnet lherzolite (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Nagayoshi, T. Kubo, T. Kato
  • 学会等名: AGU Fall Meeting
  • 発表場所: San Francisco
• [学会発表] garnet中のSi-Al相互拡散と沈み込むスラブの密度進化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 西真之, 久保友明, 加藤工, 大藤弘明, 西原遊, 入舩徹男
  • 学会等名: 日本鉱物科学会2011年年会
  • 発表場所: 水 戸
• [学会発表] アルバイト分解反応と塑性流動の相互作用 (2011)
  • 著者名/発表者名: 土井菜保子, 加藤工, 久保友明, 野田真彦, 白石令, 鈴木昭夫, 大谷栄治, 亀卦川卓美
  • 学会等名: 日本鉱物科学会2011年年会
  • 発表場所: 水戸
• [学会発表] 高温高圧実験によるスピネル‐ガーネットかんらん岩相転移のメカニズムとカイネティクスに関する研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 永吉麻衣子, 久保友明, 加藤工
  • 学会等名: 日本鉱物科学会2011年年会
  • 発表場所: 水戸
• [学会発表] アルバイト分解反応における塑性強度変化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 土井菜保子, 加藤工, 久保友明, 野田真彦, 白石令, 鈴木昭夫, 大谷栄治, 下宿彰, 亀掛川卓美
  • 学会等名: 日本地球惑星連合2011年度大会
  • 発表場所: 千葉
• [学会発表] Si-Al interdiffusion in majoritic garnet (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Nishi, T. Kubo, H. Ohfuji, T. Kato, Y. Nishihara, T. Irifune
  • 学会等名: 日本地球惑星連合2011年度大会
  • 発表場所: 千葉
• [学会発表] スピネル‐ガーネットかんらん岩相転移メカニズムとカイネティクスに関する実験的研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 永吉麻衣子, 久保友明, 加藤工
  • 学会等名: 日本地球惑星連合2011年度大会
  • 発表場所: 千葉
• [学会発表] アルバイト分解反応における塑性強度変化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 土井菜保子, 加藤工, 久保友明, 野田真彦, 白石令, 鈴木昭夫, 大谷栄治, 下宿彰, 亀卦川卓美
  • 学会等名: 2011年地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: 幕張
• [学会発表] スピネル‐ガーネットかんらん岩相転移メカニズムとカイネティクスに関する実験的研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 永吉麻衣子, 久保 友明, 加藤工
  • 学会等名: 2011年地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: 幕張
• [学会発表] Si-Al interdiffusion in majoritic garnet (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Nishi, T. Kubo, H. Ohfuji, T. Kato, Y. Nishihara, T. Irifune
  • 学会等名: 2011年地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: 幕張
• [学会発表] アルバイト分解反応と塑性流動の相互作用 (2011)
  • 著者名/発表者名: 土井菜保子, 加藤工, 久保友明, 野田真彦, 白石令, 鈴木昭夫, 大谷栄治, 下宿彰, 亀卦川卓美
  • 学会等名: 日本鉱物科学会2010年年会
  • 発表場所: 水戸
• [学会発表] 高温高圧実験によるスピネル‐ガーネットかんらん岩相転移のメカニズムとカイネティクスに関する研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 永吉麻衣子, 久保 友明, 加藤工
  • 学会等名: 日本鉱物科学会2010年年会
  • 発表場所: 水戸
• [学会発表] garnet中のSi-Al相互拡散と沈み込むスラブの密度進化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 西真之, 久保友明, 加藤工, 大藤弘明, 西原遊, 入舩徹男
  • 学会等名: 日本鉱物科学会2010年年会
  • 発表場所: 水戸
• [学会発表] Kinetics of the post-spinel transformation and mantle flow across the 660-km discontinuity (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Kubo, N. Doi, T. Kato, Y. Higo, K. Funakoshi
  • 学会等名: American Geophysical Union Fall Meeting
  • 発表場所: サンフランシスコ
• [学会発表] Changes in flow strength induced by the decomposition of polycrystalline albite (2011)
  • 著者名/発表者名: N. Doi, T. Kato, T. Kubo, M. Noda, R. Shiraishi-Ohnuma, A. Suzuki, E. Ohtani, T. Kikegawa
  • 学会等名: American Geophysical Union Fall Meeting
  • 発表場所: サンフランシスコ
• [学会発表] An experimental study on the transformation kinetics of spinel lherzolite to garnet lherzolite (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Nagayoshi, T. Kubo, T. Kato
  • 学会等名: American Geophysical Union Fall Meeting
  • 発表場所: サンフランシスコ
• [備考]
  • URL: http://hyoka.ofc.kyushu-u.ac.jp/search/faculty2_j.cgi?ID=K002558