• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

下部マントルでの二相系のレオロジーの制約:多様な粘性率構造の解明に向けて

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 18H04369
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
研究機関岡山大学

研究代表者

辻野 典秀  岡山大学, 惑星物質研究所, 助教 (20633093)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2019年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2018年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワード下部マントル / ブリッジマナイト / フェロペリクレース / 二相系 / レオロジー / 粘性率 / 歪量 / その場観察
研究実績の概要

下部マントルは主に、ブリッジマナイト(Brg)とフェロペリクレース(Fp)から構成されている。BrgはFpに比べ、2桁以上粘性率が大きいと考えられている。下部マントル中では、歪量が少ないときはBrgがフレームワークをつくり、粘性率を律速している一方で、歪量が大きくなるにつれ、選択的に変形するFpが層構造を形成することで、次第にFpが粘性率を律速することが予測されている。そのため、下部マントルの粘性率構造の多様性の原因の一つは下部マントルの粘性率を支配している鉱物の違いが可能性としてあげられる。本研究では、下部マントルの粘性率を実験的に明らかにするために、BrgとFpの量比とその微細構造(歪量)を変数とした下部マントルの粘性率を決定することを目的とする。本研究結果を基に、地球物理学的観測で示された下部マントルの粘性率構造の原因について考察を行うことを目的とする。
2019年度では、主に高エネルギー加速器研究機構KEK, PF-AR, NE7Aに導入されたD111型ガイドブロックを使用した。本研究ではまず、Brgがフレイムワークを作っているときにBrgが示す応力を明らかにするため、Brg単相での一軸圧縮変形実験の応力―歪量同時測定を行い、Brgの流動則(応力指数・活性化エネルギー)を1200℃-1400℃の間で決定した。次に、カンラン石組成を全岩組成(Mg:Si比が1:1)を持つBrgとFpの多結晶体のせん断変形実験の応力―歪同時測定を1400℃で行った。Girard et al. (2016)では歪量が~0.3からBrgの応力の減少が報告されているのに対し、本研究ではせん断歪量が1.2を超えてもBrgの応力の減少が観察されず、Brgがフレーム枠を作り全体の応力を支えていることが明らかとなった。このことから、Fpが全体の粘性を支配するようになるためには少なくとも1.2以上のせん断歪量が必要となることが明らかとなった。

現在までの達成度 (段落)

令和元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

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 5件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (12件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Pressure dependence of Si diffusion in γ-Fe2020

    • 著者名/発表者名
      Tsujino Noriyoshi、Marza Andreea、Yamazaki Daisuke
    • 雑誌名

      American Mineralogist

      巻: 105 号: 3 ページ: 319-324

    • DOI

      10.2138/am-2020-7197

    • NAID

      120007032765

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Single-crystal elasticity of (Al,Fe)-bearing bridgmanite and seismic shear wave radial anisotropy at the topmost lower mantle2019

    • 著者名/発表者名
      Fu Suyu、Yang Jing、Tsujino Noriyoshi、Okuchi Takuo、Purevjav Narangoo、Lin Jung-Fu
    • 雑誌名

      Earth and Planetary Science Letters

      巻: 518 ページ: 116-126

    • DOI

      10.1016/j.epsl.2019.04.023

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Sharp 660-km discontinuity controlled by extremely narrow binary post-spinel transition2019

    • 著者名/発表者名
      Ishii Takayuki、Huang Rong、Myhill Robert、Fei Hongzhan、Koemets Iuliia、Liu Zhaodong、Maeda Fumiya、Yuan Liang、Wang Lin、Druzhbin Dmitry、Yamamoto Takafumi、Bhat Shrikant、Farla Robert、Kawazoe Takaaki、Tsujino Noriyoshi、Kulik Eleonora、Higo Yuji、Tange Yoshinori、Katsura Tomoo
    • 雑誌名

      Nature Geoscience

      巻: 12 号: 10 ページ: 869-872

    • DOI

      10.1038/s41561-019-0452-1

    • 関連する報告書
      2019 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] Phase transition of wadsleyite-ringwoodite in the system Mg2SiO4-Fe2SiO42019

    • 著者名/発表者名
      N. Tsujino, T. Yoshino, D. Yamazaki, M. Sakurai, W. Sun, F. Xu, Y. Tange, Y. Higo
    • 雑誌名

      American Mineralogists

      巻: 104 号: 4 ページ: 588-594

    • DOI

      10.2138/am-2019-6823

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] High-pressure generation in the Kawai-type multianvil apparatus equipped with tungsten-carbide anvils and sintered-diamond anvils, and X-ray observation on CaSnO3 and (Mg,Fe)SiO32019

    • 著者名/発表者名
      D. Yamazaki, E. Ito, T. Yoshino, N. Tsujino, A. Yoneda, H. Gomi, J. Vazhakuttiyakam, M. Sakurai, Y. Zhang, Y. Higo, Y. Tange
    • 雑誌名

      Comptes Rendus Geoscience

      巻: 351 号: 2-3 ページ: 253-253

    • DOI

      10.1016/j.crte.2018.07.004

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Complete agreement of the post-spinel transition with the 660-km seismic discontinuity2018

    • 著者名/発表者名
      T. Ishii, R. Huang, H. Fei, I. Koemets, Z. Liu, F. Maeda, L. Yuan, L. Wang, D. Druzhbin, T. Yamamoto, S. Bhat, R. Farla, T. Kawazoe, N. Tsujino, E. Kulik, Y. Higo, Y. Tange, T. Katsura
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 8 号: 1 ページ: 6358-6358

    • DOI

      10.1038/s41598-018-24832-y

    • 関連する報告書
      2018 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] 下部マントルにおけるブリッジマナイトのレオロジー研究2018

    • 著者名/発表者名
      TSUJINO Noriyoshi
    • 雑誌名

      高圧力の科学と技術

      巻: 28 号: 2 ページ: 139-148

    • DOI

      10.4131/jshpreview.28.139

    • NAID

      130007402271

    • ISSN
      0917-639X, 1348-1940
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Shear deformation on post-spinel2019

    • 著者名/発表者名
      山崎 大輔、辻野 典秀、西原 遊
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2019年大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Uniaxial deformation experiments of bridgmanite using D-111 type high pressure apparatus2019

    • 著者名/発表者名
      辻野 典秀、山崎 大輔、西原 遊
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2019年大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 六方最密構造(hcp)鉄のレオロジー2019

    • 著者名/発表者名
      西原 遊、土居 峻太、辻野 典秀、山崎 大輔、肥後 祐司
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2019年大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] CaSiO3-ペロブスカイトの相関係と状態方程式2019

    • 著者名/発表者名
      辻野典秀、山崎大輔、肥後祐司、丹下慶範
    • 学会等名
      第60回高圧討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ポストスピネルの剪断変形実験2019

    • 著者名/発表者名
      山崎大輔、辻野典秀、芳野極、西原遊
    • 学会等名
      第60回高圧討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 高温高圧単結晶IXSに向けた温度圧力発生技術開発2019

    • 著者名/発表者名
      福井宏之、米田明、鎌田誠司、平尾直久、辻野典秀、内山裕士
    • 学会等名
      第60回高圧討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Creep strength of bridgmanite2019

    • 著者名/発表者名
      N. Tsujino, D. Yamazaki, Y Nishihara
    • 学会等名
      Joint symposium of Misasa 2019 & Core-Mantle Coevolution
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] D111-type apparatus for high-pressure deformation experiments and its application to a rheological study of hcp-iron2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Nishihara, S. Doi, D. Yamazaki, N. Tsujino, T. Yoshino, T. Kubo, M. Imamura
    • 学会等名
      Joint symposium of Misasa 2019 & Core-Mantle Coevolution
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 高圧下でのγ-鉄のシリコン拡散2018

    • 著者名/発表者名
      辻野 典秀、山崎 大輔
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2018年大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] D111を用いたブリッジマナイトの変形実験2018

    • 著者名/発表者名
      辻野 典秀、山崎 大輔、西原 遊
    • 学会等名
      第59回高圧討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ポストスピネルの剪断変形実験2018

    • 著者名/発表者名
      山崎 大輔、辻野 典秀
    • 学会等名
      第59回高圧討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] D111型装置を用いた高温高圧変形実験2018

    • 著者名/発表者名
      西原 遊、土居 峻太、山崎 大輔、辻野 典秀、芳野 極、久保 友明、今村 公裕
    • 学会等名
      第59回高圧討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2021-01-27  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi