珪酸塩メルトの超高圧下複合分光測定から探る「深い」マグマオーシャンのダイナミクス

• 研究課題/領域番号: 24654170
• 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: 東北大学
• 研究代表者: 村上 元彦 東北大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (50401542)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2014年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2013年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2012年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
• キーワード: 地球深部 / 超高圧力実験 / マグマの構造

研究成果の概要

本研究では、地球深部条件におけるマグマの物性（構造、熱伝導率）をブリュアン散乱分光法やラマン散乱分光法、近赤外ー紫外領域光吸収法等の分光学的手法と放射光を利用した測定を組み合わせて解明することを目的として研究を行った。まず、地球深部に相当する超高圧力条件での、マグマの模擬物質の弾性波速度測定及び構造の情報を抽出するための測定システムを整備し、圧力100万気圧を越える条件での測定に成功した。また、光吸収測定では圧力80万気圧を越える条件で測定を行うことが可能となった。このシステムを利用して、マグマの模擬物質の構造が100万気圧を越えて超高密度化し、熱伝導率が劇的に減少することを発見した。

研究成果

• [雑誌論文] High-pressure radiative conductivity of dense silicate glasses with implications for dark-magmas at Earth's core-mantle boundary (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Murakami, A.F. Goncharov, N. Hirao, R. Masuda, T. Mitsui
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 5 号: 1 ページ: 5428-5428
  • DOI: 10.1038/ncomms6428
  • 査読あり
• [雑誌論文] Acoustic velocity measurements for stishovite across the post-stishovite phase transition under deviatoric stress : Implications for the seismic features of subducting slabs in the mid-mantle. (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Asahara, K. Hirose, Y. Ohishi, N. Hirao, H. Ozawa, M. Murakami
  • 雑誌名: American Mineralogist 巻: 40 号: 11-12 ページ: 2053-2062
  • DOI: 10.2138/am.2013.4145
  • 査読あり
• [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] 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] 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
• [学会発表] Structure and optical absorption of silicate glasses under ultrahigh-pressure (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Murakami
  • 学会等名: SEDI 2014
  • 発表場所: Kanagawa
  • 年月日: 2014-08-08
  • 招待講演
• [学会発表] Elastic wave velocity measurement under ultrahigh-pressure using Brillouin scattering spectroscopy (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Murakami
  • 学会等名: 39th Seminar for High-Pressure Science and Technology
  • 発表場所: Tokyo, Japan
  • 招待講演
• [学会発表] Mineralogical model of the lower mantle inferred from high P-T sound velocity data (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Murakami
  • 学会等名: Joint Symposium on the 26th Annual Meeting of Japan Synchrotron Radiation Society and Synchrotron Radiation Science
  • 発表場所: Hiroshima, Japan
  • 招待講演
• [学会発表] Spectroscopic evidence for new denser structure in silica glass under ultrahigh pressure (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Murakami
  • 学会等名: American Geophysical Union Fall Meeting
  • 発表場所: San Francisco, USA
  • 招待講演
• [学会発表] Radiative conductivity of dense silicate metls at core-mantle boundary (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Murakami
  • 学会等名: Workshop on Particle Geophysics
  • 発表場所: Sendai, Japan
  • 招待講演
• [学会発表] Structure of silica glass under ultrahigh-pressure (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Murakami
  • 学会等名: Goldschmidt2013
  • 発表場所: Firenze, Italy
  • 招待講演
• [学会発表] Spectroscopic evidence for ultrahigh-pressure polymorphism in silicate glasses (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Murakami
  • 学会等名: The 7th International Discussion Meeting on Relaxations in Complex Systems 2013
  • 発表場所: Barcelona, Spain
  • 招待講演
• [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 deep materials (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Murakami
  • 学会等名: IMPMC 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
• [備考] Motohiko Murakami
  • URL: http://epms.es.tohoku.ac.jp/minphys/murakami/Welcome.html