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2012 年度 研究成果報告書

高圧下におけるマグマの物性と構造、及びその水の影響

計画研究

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研究領域高温高圧中性子実験で拓く地球の物質科学
研究課題/領域番号 20103003
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

井上 徹  愛媛大学, 地球深部ダイナミクス研究センター, 教授 (00291500)

研究分担者 浦川 啓  岡山大学, 大学院・自然科学研究科, 准教授 (30201958)
大高 理  大阪大学, 大学院・理学研究科, 准教授 (40213748)
鈴木 昭夫  東北大学, 大学院・理学研究科, 准教授 (20281975)
三部 賢治  東京大学, 地震研究所, 助教 (10372426)
川本 竜彦  京都大学, 大学院・理学研究科, 助教 (00303800)
有馬 寛  東北大学, 金属材料研究所, 助教 (60535665)
連携研究者 川本 竜彦  京都大学, 大学院・理学研究科, 助教 (00303800)
舟越 賢一  (財)高輝度光科学研究センター, 副主幹研究員 (30344394)
船守 展正  東京大学, 大学院・理学研究科, 准教授 (70306851)
寺崎 英紀  大阪大学, 大学院・理学研究科, 准教授 (50374898)
中村 美千彦  東北大学, 大学院・理学研究科, 教授 (70260528)
山田 明寛  愛媛大学, 地球深部ダイナミクス研究センター, COE助教 (00543167)
研究期間 (年度) 2008 – 2012
キーワード高圧 / 中性子散乱 / 中性子イメージング / 水 / 非晶質 / 含水ガラス / マグマ / 放射光X 線
研究概要

J-PARC における高温高圧中性子ビームラインの建設に伴い、高温高圧中性子実験用のセル開発、及び中性子カメラの導入に対する各種検討を行った。同時に高温高圧下での放射光X 線その場観察実験や急冷回収実験により、地球内部における水の影響や生成されるマグマの構造、物性に関する実験的研究を遂行した。本プロジェクト研究により高温高圧中性子実験が可能となり、またマグマの構造、密度、粘性等の新たな知見が得られた。

  • 研究成果

    (58件)

すべて 2012 2011 2010 2009 その他

すべて 雑誌論文 (18件) 学会発表 (38件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Diamond-SiC複合体焼結体の HIP合成と高圧アンビルへの応用2012

    • 著者名/発表者名
      大高理、舟越賢一、下埜勝
    • 雑誌名

      材料

      巻: 61 ページ: 407-411

    • URL

      http://dx.doi.org/10.2472/jsms.61.407

  • [雑誌論文] Interfacial tension of Fe-Si liquid at high pressure: Implications for liquid Fe-alloy droplet size in magma oceans2012

    • 著者名/発表者名
      Terasaki, H., S. Urakawa, D.C. Rubie, K. Funakoshi, T. Sakamaki, Y. Shibazaki, S. Ozawa, E. Ohtani
    • 雑誌名

      Physics of Earth and Planetary Interiors

      巻: 202-203 ページ: 1-6

    • URL

      http://dx.doi.org/10.1016/j.pepi.2012.05.002

  • [雑誌論文] Stability of Fe-Ni hydride after the reaction between Fe-Ni alloy and hydrous phase (.-AlOOH) up to 1.2 Mbar: Possibility of H contribution to the core density deficit2012

    • 著者名/発表者名
      Terasaki, H., E. Ohtani, T. Sakai, S. Kamada, H. Asanuma, Y. Shibazaki, N. Hirao, N. Sata, Y. Ohishi, A. Suzuki, K. Funakoshi
    • 雑誌名

      Physics of Earth and Planetary Interiors

      巻: 194-195 ページ: 18-24

    • DOI

      10.1016/j.pepi.2012.01.002

  • [雑誌論文] Irifune, In situ X-ray diffraction study on pressure-induced structural changes in hydrous forsterite and enstatite melts2011

    • 著者名/発表者名
      Yamada, A., T. Inoue, S. Urakawa, K. Funakoshi, N. Funamori, T Kikegawa and T
    • 雑誌名

      Earth Planet. Sci. Lett

      巻: 308 ページ: 115-123

    • URL

      http://dx.doi.org/10.1016/j.epsl.2011.05.036

  • [雑誌論文] Pressure and Temperature dependence of the viscosity of a NaAlSi2O6 melt2011

    • 著者名/発表者名
      Suzuki, A., E. Ohtani, H. Terasaki, K. Nishida, H. Hayashi, T. Sakamaki, Y. Shibazaki and T. Kikegawa
    • 雑誌名

      Physics and Chemistry of Minerals

      巻: 38 ページ: 59-64

    • DOI

      DOI:10.1007/s00269-010-0381-4

  • [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 and S. Ono
    • 雑誌名

      PNAS

      ページ: 8177-8182

    • DOI

      DOI:10.1073/pnas.1010968108

  • [雑誌論文] 高温高圧実験によるマントル鉱物における水の影響に関する研究2011

    • 著者名/発表者名
      井上 徹
    • 雑誌名

      岩石鉱物科学

      巻: 40 ページ: 13-26

    • DOI

      DOI:10.2465/gkk.110111

  • [雑誌論文] High-pressure X-ray diffraction studies on the structure of liquid silicate using a Paris-Edinburgh type large volume press2011

    • 著者名/発表者名
      Yamada, A., Y. Wang, T. Inoue, W. Yang, C. Park, T. Yu, and G. Shen
    • 雑誌名

      Review of Scientific Instruments

      巻: 82 ページ: 015103

    • URL

      http://dx.doi.org/+10.1063/1.3514087

  • [雑誌論文] Stability and bulk modulus of Ni3S, a new nickel sulfur compound, and the melting relations of the system Ni-NiS up to 10GPa2011

    • 著者名/発表者名
      Urakawa, S., R. Matsubara, T. Katsura, T. Watanabe, T. Kikegawa
    • 雑誌名

      American Mineralogist

      巻: 96 ページ: 558-565

    • DOI

      DOI:10.2138/am.2011.3578

  • [雑誌論文] Liquidus and solidus temperatures of a Fe-O-S alloy up to the pressures of the outer core: Implication for the thermal structure of the Earth's core2011

    • 著者名/発表者名
      Terasaki, H., S. Kamada, T. Sakai, E. Ohtani, N. Hirao, N. Sata, Y. Ohishi
    • 雑誌名

      Earth and Planetary Science Letters

      巻: 304 ページ: 559-564

    • URL

      http://dx.doi.org/10.1016/j.epsl.2011.02.041

  • [雑誌論文] Hydrogenation of FeSi under high pressure2011

    • 著者名/発表者名
      Terasaki, H., Y. Shibazaki, T. Sakamaki, R. Tateyama, E. Ohtani, K. Funakoshi, Y. Higo
    • 雑誌名

      American Mineralogist

      巻: 96 ページ: 93-99

    • DOI

      DOI:10.2138/am.2011.3628

  • [雑誌論文] Density measurement of Fe3C liquid using X-ray absorption image up to 10 GPa and effect of light elements on compressibility of liquid iron2010

    • 著者名/発表者名
      Terasaki, H., K. Nishida, Y. Shibazaki, T. Sakamaki, A. Suzuki, E. Ohtani and T. Kikegawa
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research

      巻: 115 ページ: B06207

    • DOI

      DOI:10.1029/2009JB006905

  • [雑誌論文] Development of high pressure apparatus for X-ray microtomography at SPring-82010

    • 著者名/発表者名
      Urakawa, S., H. Terasaki, K. Funakoshi, K. Uesugi and S. Yamamoto
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series

      巻: 215 ページ: 012026

    • DOI

      DOI:10.1088/1742-6596/215/1/012026

  • [雑誌論文] Water partitioning in the Earth's mantle2010

    • 著者名/発表者名
      Inoue, T., T. Wada, R. Sasaki, and H. Yurimoto
    • 雑誌名

      Phys. Earth Planet. Inter

      巻: 183 ページ: 245-251

    • DOI

      10.1016/j.pepi.2010.08.003

  • [雑誌論文] The effect of water on the high-pressure phase boundaries in the system Mg_2SiO_4-Fe_2SiO_42010

    • 著者名/発表者名
      Inoue, T., T. Ueda, Y. Tanimoto, A. Yamada and T. Irifune
    • 雑誌名

      J. Phys.: Conference series

      巻: 215 ページ: Art. No.012101

    • DOI

      DOI:10.1088/1742-6596/215/1/012101

  • [雑誌論文] High-pressure X-ray diffraction study of ε.FeOOH2010

    • 著者名/発表者名
      Suzuki, A
    • 雑誌名

      Physics and Chemistry of Minrals

      巻: 37(3) ページ: 153-157

    • DOI

      DOI:10.1007/s00269-009-0319-x

  • [雑誌論文] In situ measurement of interfacial tension of Fe-S and Fe-P liquids under high pressure using X-ray radiography and tomography techniques2009

    • 著者名/発表者名
      Terasaki, H., S. Urakawa, K. Funakoshi, N. Nishiyama, Y. Wang, K. Nishida, T. Sakamaki, A. Suzuki, E. Ohtani
    • 雑誌名

      Physics of Earth and Planetary Interiors

      巻: 174 ページ: 220-226

    • URL

      http://dx.doi.org/10.1016/j.pepi.2009.01.004

  • [雑誌論文] Time-resolved X-ray diffraction analysis of the experimental dehydration of serpentine at high pressure2009

    • 著者名/発表者名
      Inoue, T., I. Yoshimi, A. Yamada and T. Kikegawa
    • 雑誌名

      J. Mineral. Petrol. Sci

      巻: 104 ページ: 105-109

    • URL

      http://dx.doi.org/10.2465/jmps.081022d

  • [学会発表] The maximum water storage capacities in nominally anhydrous minerals in the mantle transition zone and lower mantle2012

    • 著者名/発表者名
      Inoue, T., Yurimoto, H
    • 学会等名
      AGU Fall Meeting 2012
    • 発表場所
      San Francisco
    • 年月日
      2012-12-03
  • [学会発表] J-PARC BL11 "PLANET"ビームライン設置の中性子カメラ予備実験2012

    • 著者名/発表者名
      井上徹,有馬寛,服部高典,佐野亜沙美
    • 学会等名
      第53回高圧討論会
    • 発表場所
      大阪大学会館
    • 年月日
      2012-11-09
  • [学会発表] J-PARC超高圧中性子回析装置(PLANET)の性能2012

    • 著者名/発表者名
      服部高典,佐野亜沙美,塩家正広,山田明寛,有馬寛,井上徹,稲村泰弘,伊藤崇芳,小松一生,鍵裕之,永井隆哉,飯高敏明,内海渉,片山芳則,八木健彦
    • 学会等名
      第53回高圧討論会
    • 発表場所
      大阪大学会館
    • 年月日
      2012-11-09
  • [学会発表] 無水,含水 KAlSi3O8メルトの圧力による構造変化2012

    • 著者名/発表者名
      山田明寛,井上徹,亀卦川卓美
    • 学会等名
      第53回高圧討論会
    • 発表場所
      大阪大学会館
    • 年月日
      2012-11-08
  • [学会発表] Neutron camera test experiment installed in J-PARC BL-11 "PLANET" beamline2012

    • 著者名/発表者名
      Inoue, T
    • 学会等名
      IUCrHP2012/ QuBS2012
    • 発表場所
      Mito, Japan
    • 年月日
      2012-09-25
  • [学会発表] J-PARC BL11 "PLANET"ビームライン設置の中性子カメラテスト実験2012

    • 著者名/発表者名
      井上徹,有馬寛,服部高典,佐野亜沙美
    • 学会等名
      日本鉱物科学会 2012年年会・総会
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2012-09-19
  • [学会発表] The water storage capacities and the effect of water on the high pressure phase transformation boundaries of mantle minerals2012

    • 著者名/発表者名
      Inoue, T., Yang, C., Suenami, H., Yabuki, T., Yurimoto, H
    • 学会等名
      Joint 2012 COMPRES Annual Meeting and High-Pressure Mineral Physics
    • 発表場所
      Lake Tahoe, CA, USA
    • 年月日
      2012-07-11
  • [学会発表] New high pressure neutron beamline PLANET in J-PARC2012

    • 著者名/発表者名
      Hattori, T., Sano-Furukawa, A., Arima, H., Utsumi, W., Katayama, Y., Nagai, T., Inoue, T., Kagi, H., Yagi, T
    • 学会等名
      Joint 2012 COMPRES Annual Meeting and High-Pressure Mineral Physics
    • 発表場所
      Lake Tahoe, CA, USA
    • 年月日
      2012-07-11
  • [学会発表] Neutron camera installed in BL11 "Planet" beamline in J-PARC2012

    • 著者名/発表者名
      Inoue, T., Arima, H., Terasaki, H., Hattori, T., Sano, A
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2012
    • 発表場所
      Chiba, Japan
    • 年月日
      2012-05-23
  • [学会発表] Developments of 6-6 type compression for high-pressure neutron diffraction at PLANET2012

    • 著者名/発表者名
      Yamada, A., Inoue, T., Yagi, T
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2012
    • 発表場所
      Chiba, Japan
    • 年月日
      2012-05-23
  • [学会発表] Take off of the J-PARC high-pressure neutron diffractometer PLANET2012

    • 著者名/発表者名
      Hattori, T., Sano-Furukawa, A., Arima, H., Utsumi, W., Inoue, T., Kagi, H., Yagi, T
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2012
    • 発表場所
      Chiba, Japan
    • 年月日
      2012-05-23
  • [学会発表] Water contents of Al-bearing minerals in the mantle transition zone and the lower mantle2012

    • 著者名/発表者名
      Inoue, T., Yabuki, T., Yurimoto, H
    • 学会等名
      Joint Symposium of Misasa-2012 and Geofluid-2 "Dynamics and Evolution of the Earth's Interior: Special Emphasis on the Role of Fluids"
    • 発表場所
      Misasa, Tottori, Japan
    • 年月日
      2012-03-21
  • [学会発表] The relationship between water content and Al-content in the MTZ and the lower mantle minerals2011

    • 著者名/発表者名
      Inoue, T., Yabuki, T., Yurimoto, H
    • 学会等名
      AGU Fall Meeting 2011
    • 発表場所
      San Francisco, CA, USA
    • 年月日
      2011-12-05
  • [学会発表] 圧力による GeO_2ガラスの密度と弾性的性質の変化2011

    • 著者名/発表者名
      山田明寛,河野義生,ユウ,トニー,ワン,ヤンビン,井上徹
    • 学会等名
      第52回高圧討論会
    • 発表場所
      沖縄キリスト教学院
    • 年月日
      2011-11-11
  • [学会発表] J-PARC超高圧中性子回折装置(PLANET)の概要と建設状況 22011

    • 著者名/発表者名
      服部高典,有馬寛,佐野亜沙美,内海渉,井上徹,鍵裕之,八木健彦
    • 学会等名
      第52回高圧討論会
    • 発表場所
      沖縄キリスト教学院
    • 年月日
      2011-11-09
  • [学会発表] MgO-Al_2O_3-SiO_2-H_2O系における Alに富んだ高圧相の含水量2011

    • 著者名/発表者名
      井上徹,矢吹智美,圦本尚義
    • 学会等名
      第52回高圧討論会
    • 発表場所
      沖縄キリスト教学会
    • 年月日
      2011-11-09
  • [学会発表] Water contents of Al-bearing minerals in the MTZ and the lower mantle2011

    • 著者名/発表者名
      Inoue, T., Yabuki, T., Yurimoto, H
    • 学会等名
      AIRAPT 23(International Conference on High Pressure Science and Technology)
    • 発表場所
      Mumbai, India
    • 年月日
      2011-09-29
  • [学会発表] Here comes the first beam and terrible Earthquake at J-PARC new high-pressure neutron diffractometer PLANET2011

    • 著者名/発表者名
      Hattori, T., Arima, H., Sano-Furukawa, A., Utsumi, W., Katayama, Y., Nagai, T., Inoue, T., Kagi, H., Yagi, T
    • 学会等名
      AIRAPT 23(International Conference High Pressure Science and Technology)
    • 発表場所
      Mumbai, India
    • 年月日
      2011-09-28
  • [学会発表] パルス中性子を用いたマグマ研究に向けて2011

    • 著者名/発表者名
      井上徹,浦川啓,大高理,鈴木昭夫,三部賢治,寺崎英紀,山田明寛,有馬寛
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2011
    • 発表場所
      Chiba, Japan
    • 年月日
      2011-05-24
  • [学会発表] 高温高圧マグマ科学に向けた中性子カメラ実験2011

    • 著者名/発表者名
      有馬寛, 井上徹, 阿部淳, 服部高典
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2011
    • 発表場所
      Chiba, Japan
    • 年月日
      2011-05-24
  • [学会発表] 超高圧中性子回折装置 PLANET first beam受入れました!2011

    • 著者名/発表者名
      服部高典,有馬寛,佐野亜沙美,阿部淳,内海渉,永井隆哉,鍵裕之,飯高敏晃,片山芳則,井上徹,八木健彦
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2011
    • 発表場所
      Chiba, Japan
    • 年月日
      2011-05-24
  • [学会発表] 高圧中性子回折に向けた大容量 6-6型加圧方式の開発2011

    • 著者名/発表者名
      山田明寛,川添貴章,西山宣正, 井上徹, 八木健彦
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2011
    • 発表場所
      Chiba, Japan
    • 年月日
      2011-05-24
  • [学会発表] 非晶室物質の圧力下における弾性波速度と体積の同時測定2011

    • 著者名/発表者名
      山田明寛,河野義正, Wang, Y.,井上徹
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2011
    • 発表場所
      Chiba, Japan
    • 年月日
      2011-05-23
  • [学会発表] Water contents of majorite garnet, Al-bearing perovskite and Al-bearing stishovite generated in pyrolite-H_2O systems2010

    • 著者名/発表者名
      Inoue, T
    • 学会等名
      IMA2010
    • 発表場所
      Budapest, Hungary
    • 年月日
      20100800
  • [学会発表] J-PARC超高圧中性子回折装置 PLANETの概要と現状2010

    • 著者名/発表者名
      服部高典, 有馬寛, 阿部淳, 佐野亜沙美, 内海渉,永井隆哉, 鍵裕之, 飯高敏晃, 片山芳則, 井上徹, 八木健彦
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2010
    • 発表場所
      Chiba, Japan
    • 年月日
      20100500
  • [学会発表] 中性子利用へ向けたマグマ研究2010

    • 著者名/発表者名
      井上徹,浦川啓,大高理,鈴木昭夫,三部賢治,山田明寛
    • 学会等名
      第51回高圧討論会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2010-10-21
  • [学会発表] 高圧下における含水 NaAlSi_3O_8メルトの構造2010

    • 著者名/発表者名
      山田明寛, 井上徹, 亀卦川卓美
    • 学会等名
      第51回高圧討論会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2010-10-21
  • [学会発表] NaAlSi_3O_8メルトの圧力誘起構造変化に及ぼす水の影響2010

    • 著者名/発表者名
      山田明寛, 井上徹, 亀卦川卓美
    • 学会等名
      日本鉱物科学会 2010年年会・総会
    • 発表場所
      島根大学
    • 年月日
      2010-09-25
  • [学会発表] 超高圧中性子回折装置 PLANETの概要と現状2010

    • 著者名/発表者名
      有馬寛, 服部高典, 阿部淳, 佐野亜佐美, 内海渉, 鍵裕之, 小松一生, 永井隆哉, 飯高敏晃,片山芳則, 井上徹, 八木健彦
    • 学会等名
      日本物理学会 2010年秋季大会
    • 発表場所
      大阪府立大学
    • 年月日
      2010-09-24
  • [学会発表] 平成 21年度日本鉱物科学会賞第5回受賞者講演2010

    • 著者名/発表者名
      井上徹
    • 学会等名
      日本鉱物科学会 2010年年会・総会
    • 発表場所
      島根大学
    • 年月日
      2010-09-24
  • [学会発表] 6-6加圧方式を用いた方射光X線その場観察実験と中性子実験への有用性2010

    • 著者名/発表者名
      井上徹, 山田明寛, 川添貴章, 西山宣正, Yang Cuiping,曽我部昭人
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2010
    • 発表場所
      Chiba, Japan
    • 年月日
      2010-05-23
  • [学会発表] 大容量プレスを使用した珪酸塩メルトの高圧X線回折実験2010

    • 著者名/発表者名
      山田明寛, 井上徹, YangbinWang, Changyong Park, Guoyin Shen, 川添貴章, 西山宣正
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2010
    • 発表場所
      Chiba, Japan
    • 年月日
      2010-05-23
  • [学会発表] Water partitioning and the effect of water on high pressure phase transformation of olivine2009

    • 著者名/発表者名
      Inoue, T., Yurimoto, H
    • 学会等名
      American Geophysical Union Fall Meeting 2009
    • 発表場所
      San Francisco, CA, USA
    • 年月日
      20091200
  • [学会発表] Earth Science Based on High-Pressure and High-Temperature Neutron Experiments - A New Project Using J-PARC2009

    • 著者名/発表者名
      Yagi, T., Nagai, T., Inoue, T., Katayama, Y., Iitaka, T
    • 学会等名
      AIRAPT-22 & HPCJ-50
    • 発表場所
      odaiba, Tokyo, Japan
    • 年月日
      20090700
  • [学会発表] The water content and stability of magma generated at the bottom of the Earth's upper mantle2009

    • 著者名/発表者名
      Inoue, T., Okabayashi, A
    • 学会等名
      AIRAPT-22 & HPCJ-50
    • 発表場所
      odaiba, Tokyo, Japan
    • 年月日
      20090626-31
  • [学会発表] 新学術領域研究「中性子地球科学」マグマ班概要2009

    • 著者名/発表者名
      井上徹, 浦川啓, 大高理, 川本竜彦, 鈴木昭夫, 三部賢治, 舟越賢一, 船守展正, 寺崎英紀, 中村美千彦
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合 2009年大会
    • 発表場所
      幕張
    • 年月日
      20090500
  • [学会発表] J-PARCを用いた高温高圧中性子実験と地球科学2009

    • 著者名/発表者名
      八木健彦, 永井隆哉, 井上徹, 片山芳則, 飯高敏晃
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合 2009年大会
    • 発表場所
      幕張
    • 年月日
      20090500
  • [学会発表] 圧力による含水 NaAlSi3O8メルトの構造変化2009

    • 著者名/発表者名
      山田明寛, 井上徹
    • 学会等名
      日本鉱物科学会 2009年年会・総会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      20090000
  • [備考]

    • URL

      http://yagi.issp.u-tokyo.ac.jp/shingakujutsu/index.html

  • [備考] 新学術領域研究「高温高圧中性子実験で拓く地球の物質科学」ニュースレター No.1 (2009.6.26), No.2 (2009.12.29), No.3 (2010.6.30), No.4 (2011.1.1), No.5 (2011.6.30), No.6 (2012.1.6), No.7 (2012.7.5), No.8 (2013.2.1)

    • URL

      http://yagi.issp.u-tokyo.ac.jp/shingakujutsu/news %20letter.html

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公開日: 2014-08-29  

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