第一原理計算による元素分配とタングステン同位体の時代変動から制約する深部地球進化

• 研究課題/領域番号: 23K22598
• 補助金の研究課題番号: 22H01327 (2022-2023)
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 基金 (2024); 補助金 (2022-2023)
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分17040:固体地球科学関連
• 研究機関: 国立研究開発法人海洋研究開発機構
• 研究代表者: 鈴木 勝彦 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海洋機能利用部門(海底資源センター), センター長 (70251329)
• 研究分担者: 土屋 卓久 愛媛大学, 地球深部ダイナミクス研究センター, 教授 (70403863)
• 研究期間 (年度): 2022-04-01 – 2026-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円); 2025年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円); 2024年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2023年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2022年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
• キーワード: 第一原理計算 / 分配 / 核－マントル相互作用 / タングステン同位体 / 化学進化 / 元素分配 / 強親鉄元素 / 深部地球の化学進化 / マグマオーシャン

研究開始時の研究の概要

核－マントル間での物質的やりとりに関しては，直接的情報を得る方法が限られているために十分な理解が進んでいない。その状況で，親鉄性元素であるタングステン（W）は中心核の情報をマントル上昇流で入手可能な地表まで運ぶことが期待できる数少ない元素である。特にその同位体は，地球の核－マントル間の進化に関する重要な情報を提供する。
本研究では，マントル深部起源の岩石に対し，高精度W同位体比を得て，時代変動を丁寧に追う。一方，ケイ酸塩メルトと液体鉄間でのHf-Wの分配を決めることによって，W同位体を起こすプロセスを明らかにする。２つの知見を総合的に解釈し，判然としない核－マントル相互作用の様態を解明する。