軽元素の六方晶鉄のレオロジーへの影響：内核の構造とダイナミクスへの応用

• 研究課題/領域番号: 26287136
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 岩石・鉱物・鉱床学
• 研究機関: 岡山大学
• 研究代表者: 山崎 大輔 岡山大学, 惑星物質研究所, 准教授 (90346693)
• 研究分担者: 米田 明 岡山大学, 地球物質科学研究センター, 准教授 (10262841) ; 芳野 極 岡山大学, 地球物質科学研究センター, 准教授 (30423338)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 17,030千円 (直接経費: 13,100千円、間接経費: 3,930千円); 2016年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円); 2015年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円); 2014年度: 9,490千円 (直接経費: 7,300千円、間接経費: 2,190千円)
• キーワード: 内核 / 拡散 / 粒成長 / 粒径 / 粘性 / 軽元素 / 高温高圧実験 / 粘性率 / ダイナミクス

研究成果の概要

内核物質である六方晶鉄合金の粒成長速度と拡散速度を実験的に決定し、内核の変形機構および粘性率を推定した。その結果、地震波速度減衰の東西方向の不均質性を説明する為には、化学組成の不均質性が必要なことが判明した。さらに、珪素の粘性率に対する依存性が小さいことを明らかにすることによって、他の軽元素が核中に大きく不均質に固溶し、レオロジー特性の不均質性を生み出している可能性を示した。

研究成果

• [雑誌論文] Silicon and oxygen self-diffusion in stishovite: Implications for stability of SiO2-rich seismic reflectors in the mid-mantle (2017)
  • 著者名/発表者名: Xu, F., Yamazaki, D., Sakamoto, N., Sun, W., Fei, H. and Yurimoto, H.
  • 雑誌名: Earth Planet. Sci. Lett. 巻: 459 ページ: 332-339
  • DOI: 10.1016/j.epsl.2016.11.044
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Grain growth of epsiron-iron: Implications to grain size and its evolution in the Earth’s inner core (2017)
  • 著者名/発表者名: D. Yamazaki, N. Tsujino, A. Yoneda, E. Ito, T. Yoshino, Y. Tange, and Y. Higo
  • 雑誌名: Earth and Planetary Science Letters 巻: 459 ページ: 238-243
  • DOI: 10.1016/j.epsl.2016.11.049
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Mantle dynamics inferred from the crystallographic preferred orientation of bridgmanite (2016)
  • 著者名/発表者名: N. Tsujino, Y. Nishihara, D. Yamazaki, Y. Seto, Y. Higo, E. Takahashi
  • 雑誌名: Nature 巻: 539 号: 7627 ページ: 81-84
  • DOI: 10.1038/nature19777
  • NAID: 120006331948
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Short-period cyclic loading system for in situ X-ray observation of anelastic properties at high pressure (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Yoshino, D. Yamazaki, Y. Tange, Y. Higo
  • 雑誌名: Review of Scientific Instruments 巻: 87 号: 10 ページ: 105106-105106
  • DOI: 10.1063/1.4963747
  • 査読あり
• [雑誌論文] Strong tolerance of blue-green alga Microcystis flos-aquae to very high pressure (2015)
  • 著者名/発表者名: Ono, F., Nishihira, N., Hada, Y., Mori, Y., Takarabe, K., Saigusa, M., Matsushima, Y., Yamazaki, D. and Ito, E.
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. Solids 巻: 84 ページ: 57-62
  • DOI: 10.1016/j.jpcs.2014.08.008
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] New constraints on upper mantle creep mechanism inferred from silicon grain-boundary diffusion rates (2015)
  • 著者名/発表者名: Fei, H., Koizumi, S., Sakamoto, N., Hashiguchi, M., Yurimoto, H., Marquardt, K., Miyajima,N., Yamazaki, D. and Katsura, T.
  • 雑誌名: Earth Planet. Sci. Lett. 巻: 433 ページ: 350-359
  • DOI: 10.1016/j.epsl.2015.11.014
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Electrical conductivity of brine-bearing quartzite at 1 GPa : implications for fluid content and salinity of the crust. (2014)
  • 著者名/発表者名: Akira Shimojuku, Takashi Yoshino, Daisuke Yamazaki
  • 雑誌名: Earth, Planets and Space 巻: (印刷中) 号: 1 ページ: 1-9
  • DOI: 10.1186/1880-5981-66-2
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Growth of ringwoodite reaction rims from MgSiO_3 perovskite and pericl ase at 22.5 GPa and 1800 ℃ (2014)
  • 著者名/発表者名: Akira Shimojuku, Asmaa Boujibar, Daisuke Yamazaki, Takashi Yoshino, Naotaka Tomioka, Junshan Xu
  • 雑誌名: Physics and Chemistry of Minerals 巻: (印刷中) 号: 7 ページ: 555-567
  • DOI: 10.1007/s00269-014-0669-x
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-Pressure phase transitions in FeCr204 and structure analysis of new post-spinel FeCr204 and Fe2Cr205 phases with meteoritical and petrological implications. (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Ishii, H. Kojitani, S. Tsukamoto, K. Fujino, D. Mori, Y. Inaguma, N. Tsujino, T. Yoshino, D. Yamazaki, Y. Higo, K. Funakoshi, M. Akaogi
  • 雑誌名: American Mineralogist 巻: 403 号: 8-9 ページ: 1788-1797
  • DOI: 10.2138/am.2014.4736
  • 査読あり
• [雑誌論文] Interconnection of ferro-periclase controls subducted slab morphology at the top of the lower mantle (2014)
  • 著者名/発表者名: D. Yamazaki, T. Yoshino, T. Nakakuki
  • 雑誌名: Earth and Planetary Science Letters 巻: 403 ページ: 352-357
  • DOI: 10.1016/j.epsl.2014.07.017
  • 査読あり
• [雑誌論文] 高温高圧力下における周期振動実験による地震波減衰測定 (2014)
  • 著者名/発表者名: Yoshino, T., Yamazaki, D., Higo, Y., Funakoshi, K.
  • 雑誌名: 高圧力の科学と技術 巻: 24 号: 2 ページ: 126-135
  • DOI: 10.4131/jshpreview.24.126
  • NAID: 130004447679
  • ISSN: 0917-639X, 1348-1940
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Electrical conductivity anisotropy in partially molten peridotite under shear deformation (2014)
  • 著者名/発表者名: B. Zhang, T. Yoshino, D. Yamazaki, G. Manthilake, T. Katsura
  • 雑誌名: Earth and Planetary Science Letters 巻: 405 ページ: 98-109
  • DOI: 10.1016/j.epsl.2014.08.018
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Postperovskite Phase Transition of ZnGeO3: Comparative Crystal Chemistry of Postperovskite Phase Transition from Germanate Perovskites (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Yusa, T. Tsuchiya, M. Akaogi, H. Kojitani, D. Yamazaki, N. Hirao, Y. Ohishi, and T. Kikegawa
  • 雑誌名: Inorganic Chemistry 巻: 53 号: 21 ページ: 11732-11739
  • DOI: 10.1021/ic501958y
  • 査読あり
• [雑誌論文] No effect of water on oxygen self-diffusion rate in forsterite. (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Fei, M. Wiedenbeck, D. Yamazaki, T. Katsura
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research 巻: 119 号: 10 ページ: 7598-7606
  • DOI: 10.1002/2014jb011141
  • 査読あり
• [学会発表] 焼結ダイヤモンドを用いた川井型装置による圧力発生 (2016)
  • 著者名/発表者名: 山崎大輔
  • 学会等名: 高圧討論会
  • 発表場所: つくば市
  • 年月日: 2016-10-26
• [学会発表] Preliminary result on iron self-diffusion in ε-iron (2016)
  • 著者名/発表者名: Daisuke YAMAZAKI, Naoya SAKAMOTO, Hisayoshi YURIMOTO
  • 学会等名: 地球惑星関連連合大会
  • 発表場所: 千葉市
  • 年月日: 2016-05-22
• [学会発表] Inner core dynamics inferred from grain growth of ε-iron (2015)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Yamazaki, Noriyoshi Tsujino, Takashi Yoshino, Eiji Ito, Yuji Higo, Yoshinori Tange
  • 学会等名: AGU fall meeting
  • 発表場所: サンフランシスコ
  • 年月日: 2015-12-16
  • 国際学会
• [学会発表] ペロフスカイトからポストペロフスカイトへの相転移における結晶方位関係 (2015)
  • 著者名/発表者名: 山崎大輔、村上元彦、下宿彰、シューファン、瀬戸雄介、平尾直久
  • 学会等名: 第56回高圧討論会
  • 発表場所: 広島市
  • 年月日: 2015-11-12
• [学会発表] Inner core dynamics inferred from grain growth of ε-iron (2015)
  • 著者名/発表者名: Daisuke YAMAZAKI, Noriyoshi TSUJINO, Akira YONEDA, Takashi YOSHINO, Yuji HIGO
  • 学会等名: 地球惑星関連連合大会
  • 発表場所: 千葉、幕張
  • 年月日: 2015-05-26
• [学会発表] 六方晶鉄の粒成長 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山崎大輔・辻野典秀・米田明・芳野極・肥後祐司
  • 学会等名: 第55回高圧討論会
  • 発表場所: 徳島市
  • 年月日: 2014-11-22
• [学会発表] アンチゴライトの非弾性的性質 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山崎大輔
  • 学会等名: 地球惑星科学関連連合2014年大会
  • 発表場所: 横浜市
  • 年月日: 2014-04-30