ニュートリノ観測から制約する核－マントルの化学組成

2019 年度 研究成果報告書

• 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: 15H05833
• 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: 田中 宏幸 東京大学, 地震研究所, 教授 (20503858)
• 研究分担者: 三井 唯夫 東北大学, ニュートリノ科学研究センター, 准教授 (20283864) ; 上木 賢太 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海域地震火山部門(火山・地球内部研究センター), 技術研究員 (40646353) ; 山野 誠 東京大学, 地震研究所, 教授 (60191368) ; 飯塚 毅 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (70614569) ; 渡辺 寛子 東北大学, ニュートリノ科学研究センター, 助教 (70633527) ; 榎本 三四郎 東京大学, カブリ数物連携宇宙研究機構, 客員科学研究員 (90400225)
• 研究期間 (年度): 2015-06-29 – 2020-03-31
• キーワード: 地球ニュートリノ / コア / マントル

研究成果の概要

第一に、地球ニュートリノ流量モデリング法を地球科学的アプローチから見直すことにより、地震波トモグラフィのデータが得られればほぼ自動的にニュートリノフラックスを計算する方法が開発され、今後、世界的に爆発的な蓄積量増加が期待される地球ニュートリノ観測データに対応できる方法論を確立した。第二に、地球ニュートリノデータの安定取得方法論を確立した。第三に、到来方向検知型検出器の原理検証を模擬粒子を用いて行い、将来の地球ニュートリノイメージングに向けた技術基盤とした。

自由記述の分野

地球惑星科学

研究成果の学術的意義や社会的意義

我が国が巨大反電子ニュートリノ検出器(KamLAND)を用いて、地球内部放射性元素起源のニュートリノ(地球ニュートリノ)の検出に、世界に先駆けて成功してから15年が経ち、データ蓄積量が地球深部における放射性元素の直接観測が可能なレベルに達している。しかしながら、マントル内の主要な熱源である放射性元素の種類と量は未だに分かっておらず、核-マントルの熱進化の理解が進んでいない。本研究では地球ニュートリノ流量モデリング法を地球科学的アプローチから見直し、マントル中のU、Th濃度、さらには放射性熱量を決定するための方法論を確立し、長期的に世界をリードする基盤を形成した。