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下部マントル条件下におけるブリッジマナイトの結晶方位定向配列に関する実験的研究

公募研究

研究領域核-マントルの相互作用と共進化~統合的地球深部科学の創成~
研究課題/領域番号 16H01122
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関愛媛大学

研究代表者

大内 智博  愛媛大学, 地球深部ダイナミクス研究センター, 講師 (60570504)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2017年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2016年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワードマルチアンビル / アンビル / その場観察 / 変形実験 / 下部マントル / ブリッジマナイト / 6-6加圧方式 / D-DIA型変形装置 / 変形 / 地震波速度異方性
研究実績の概要

昨年度に引き続き、本年度でもジャケッティング構造の2段目アンビルを用いた圧力発生に関する技術開発を行った。特にX線を透過するタイプのアンビルである、cBNアンビルとジュラルミンジャケットを組み合わせた、新型アンビルに関して技術開発を継続して行った。昨年度までに、当アンビルは160トンまでの高荷重(20 GPa程度の圧力発生)に耐えることを確認している。
本年度では、SPring-8においてカンラン石試料をマントル遷移層条件下(14 GPa、800-1000℃)にてその場観察の変形実験を行った。その際に、上記の新型アンビルを用いることで、繰り返し使用における実用に耐えるかどうかの検討を行った。その結果、カンラン石(実際にはカンラン石+高圧相ワズレアイトの2相)の歪が20%に達する変形実験に成功し、なおかつその場での圧力及び応力測定にも成功した。さらには、試料から発生する微小破壊音や弾性波速度の測定にも成功した。ただし、当初目的としていたブリッジマナイトの変形実験を本研究計画において達成することはできなかった。これは、ジャケッティング構造をもつアンビルがコスト高となってしまったことに起因する。そのため、2段目アンビルの先端サイズを標準(3mm)よりも小さくし、高温下にて24 GPa程度の圧力を発生しブリッジマナイトを変形させるといった実験計画を行うことができなかった。
なお本研究に関連した成果がNature Geoscience誌にて公表され(Ohuchi et al., 2017 Nature Geo.)、産経新聞、日本経済新聞、時事通信、日刊工業新聞、テレビ愛媛や愛媛新聞などによって報道されるといった大きな成果を得た。また、マントル内の地震波物性に関するレビュー論文がNature誌(Irifune & Ohuchi, 2018 Nature)掲載されるといった予想外の成果が得られた。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 2件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Deformation-induced crystallographic-preferred orientation of hcp-iron: An experimental study using a deformation-DIA apparatus2018

    • 著者名/発表者名
      Nishihara Yu、Ohuchi Tomohiro、Kawazoe Takaaki、Seto Yusuke、Maruyama Genta、Higo Yuji、Funakoshi Ken-ichi、Tange Yoshinori、Irifune Tetsuo
    • 雑誌名

      Earth and Planetary Science Letters

      巻: 490 ページ: 151-160

    • DOI

      10.1016/j.epsl.2018.03.029

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Oxidation softens mantle rocks2018

    • 著者名/発表者名
      Irifune Tetsuo、Ohuchi Tomohiro
    • 雑誌名

      Nature

      巻: 555 号: 7696 ページ: 314-315

    • DOI

      10.1038/d41586-018-02828-y

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Flow behavior and microstructures of hydrous olivine aggregates at upper mantle pressures and temperature2017

    • 著者名/発表者名
      Ohuchi, T., Kawazoe, T., Higo, Y., Suzuki, A.
    • 雑誌名

      Contrib. Mineral. Petrol.

      巻: 172 ページ: 65-65

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Intermediate-depth earthquakes linked to localized heating in dunite and harzburgite2017

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Ohuchi, Xinglin Lei, Hiroaki Ohfuji, Yuji Higo, Yoshinori Tange, Takeshi Sakai, Kiyoshi Fujino, Tetsuo Irifune
    • 雑誌名

      Nature Geoscience

      巻: 10 号: 10 ページ: 771-771

    • DOI

      10.1038/ngeo3011

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Creep strength of ringwoodite measured at pressure-temperature conditions of the lower part of the mantle transition zone using a deformation-DIA apparatus2016

    • 著者名/発表者名
      T. Kawazoe, Y. Nishihara, T. Ohuchi, N. Miyajima, G. Maruyama, Y. Higo, K. Funakoshi, and T. Irifune, T.
    • 雑誌名

      Earth and Planetary Science Letters

      巻: 454 ページ: 10-19

    • DOI

      10.1016/j.epsl.2016.08.011

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] High pressure generation up to 24 gigapascals using a D-DIA apparatus combined with jacketed anvils2018

    • 著者名/発表者名
      Ohuchi, T.
    • 学会等名
      Core Mantle Evolution International Symposium and FY2017 Annual General Meeting
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Shear localization in peridotites and the occurrence of intermediate-depth earthquakes2017

    • 著者名/発表者名
      Ohuchi, T., Lei, X., Ohfuji, H., Higo, Y., Tange, Y., Sakai, T., Fujino, K., Irifune
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Toward the in-situ deformation experiments under the lower mantle conditions using D-DIA apparatus2017

    • 著者名/発表者名
      大内智博,八木健彦
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] スラブ内浅部条件下における含水カンラン岩の変形実験2017

    • 著者名/発表者名
      大内智博,雷興林,肥後祐司,丹下慶範
    • 学会等名
      日本鉱物科学会2017年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Semibrittle flow of olivine aggregates under the conditions of subducting slab.2016

    • 著者名/発表者名
      Ohuchi, T., Lei, X., Higo, Y., Tange, Y., Irifune, T.
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2016
    • 発表場所
      幕張メッセ(千葉・幕張)
    • 年月日
      2016-05-24
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 上部マントルの温度圧力条件下におけるアコースティックエミッション測定に関する技術開発2016

    • 著者名/発表者名
      大内智博,雷興林,肥後祐司,丹下慶範,入舩徹男
    • 学会等名
      日本地球惑星連合2016年大会
    • 発表場所
      幕張メッセ(千葉・幕張)
    • 年月日
      2016-05-22
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2016-04-26   更新日: 2018-12-17  

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