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高温高圧下における地球内部の流体の電気伝導度測定

公募研究

研究領域地殻流体: その実態と沈み込み変動への役割
研究課題/領域番号 22109503
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
研究機関東京大学

研究代表者

三部 賢治  東京大学, 地震研究所, 助教 (10372426)

研究期間 (年度) 2010 – 2011
研究課題ステータス 完了 (2011年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2011年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2010年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード高温高圧 / 電気伝導度 / フルイド / マルチアンビル / ダイヤモンド / 地球内部 / 流体 / マグマ / サーペンティン / マグネサイト
研究概要

地球内部の物質の電気伝導度は,温度圧力・化学組成や相の組み合わせ及びその構造等に大きく依存するため,地球電磁気的な観測データから地球内部の情報を定量的に読み取るには,実験室内で様々な条件下で地球内部物質の電気伝導度を測定する必要がある.現在のところフルイド(高温高圧下で様々な成分を溶解した水を主成分とする流体)の電気伝導度を高温高圧下で測定した研究は過去にほとんど無く,実際の地球電磁気的観測で日本列島の地殻中にはフルイドの存在が示唆されているにもかかわらず,その存在量を定量的に議論するには至っていない.本研究の目的は,高温高圧下で液体の電気伝導度を測定する新手法を開発し,それを用いて様々な条件下で地球内部のフルイドの電気伝導度の測定を行うことである.高温高圧発生には川井型マルチアンビル高温高圧発生装置を,そして電気伝導度の測定には,ソーラトロン社製インピーダンスアナライザーを用いた.高温高圧装置に組み込む測定セル部分は,1,流体との反応性が低く,2,流体を完全に封入して逃がさず,3,少なくとも2本の電気的に絶縁された測定電極が流体にセットされている,の3点を満たす必要がある.前年度までには材料費の比較的安い単結晶サファイヤを用いて試験を行ってきたが,本年度は実際に計画していた単結晶ダイヤモンドを用いて実験を行った.測定セルは,単結晶ダイヤモンド,貴金属カプセル,貴金属電極を組み合わせたものである.ダイヤモンド及び貴金属のサイズをいくつか変えたものを用意し,最善の組み合わせを決定し,セルの開発を行った.最適なサイズを決めた後,セルに実際に含水地球内部物質を入れ,高温高圧下で電気伝導度の測定を行った.今回開発した手法を用いて,様々な化学組成の流体の電気伝導度を高温高圧下で測定することが可能である.

報告書

(2件)
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2011 2010

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Electrical conductivity of MgCO_3 at high pressures and high temperatures2011

    • 著者名/発表者名
      Mibe, K., S.Ono
    • 雑誌名

      Physica B

      巻: 406 ページ: 2018-2020

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Slab melting versus slab dehydration in subduction-zone magmatism2011

    • 著者名/発表者名
      Mibe, K., T.Kawamoto, K.N.Matsukage, Y.Fei, S.Ono
    • 雑誌名

      Proc.Natl.Acad.Sci.USA

      巻: 108 ページ: 8177-8182

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electrical conductivity of the serpentinised mantle and fluid flow in subduction zones2011

    • 著者名/発表者名
      Reynard, B., K.Mibe, B.Van de Moortele
    • 雑誌名

      Earth Planet.Sci.Lett.

      巻: (掲載確定)

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Compressibility of synthetic glaucophane2010

    • 著者名/発表者名
      Jenkins, D.M., J.C.Corona, W.A.Bassett, K.Mibe, Z.Wang
    • 雑誌名

      Phys.Chem.Minerals

      巻: 37 ページ: 219-226

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Second critical endpoints and their bearing on subduction zone magmatism2011

    • 著者名/発表者名
      Mibe, K.
    • 学会等名
      2011 AGU Fall Meeting
    • 発表場所
      サンフランシスコ,アメリカ(招待講演)
    • 年月日
      2011-12-05
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] マントル深部流体の実態と挙動2010

    • 著者名/発表者名
      三部賢治
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2010
    • 発表場所
      幕張メッセ
    • 年月日
      2010-05-24
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] ペリドタイト-CO_2-H_2O系の第2臨界端点について2010

    • 著者名/発表者名
      三部賢治, 川本竜彦, 小野重明
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2010
    • 発表場所
      幕張メッセ
    • 年月日
      2010-05-23
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書

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公開日: 2010-08-23   更新日: 2018-03-28  

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