地球内部物質の高圧高温下での結晶構造と物性に関する研究

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08044082
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 山中 高光 大阪大学, 大学院・理学研究科, 教授 (30011729)
• 研究分担者: KUHS Werner Inst. Kristall. Univ. Karlsruhe, 教授 ; SCHULZ Heinz Inst. Miner. Kristall. Univ. Munchen(Germany, 教授 ; 永井 隆哉 大阪大学, 大学院・理学研究科, 助手 (20243131) ; 大高 理 大阪大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (40213748) ; 吉朝 朗 大阪大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (00191536) ; 八木 健彦 東京大学, 物性研究所, 助教授 (20126189) ; 下村 理 高エネルギー物理学研究所, 教授 (70013521)
• キーワード: 極端条件 / 高圧構造解析 / 高圧物性 / 放射光回折実験 / 構造相転移

研究概要

超高圧高温の極端条件下での結晶構造研究と物性研究について、共通の興味を持つドイツのミュンヘン大学を中心とした中性子、放射光を利用する結晶学、鉱物学者等と、我々の高圧発生技術と相互協力をし、固体地球科学についてミュンヘン大学及びカ-ルスルーエ大学のグループと共同研究を行なった。日本側研究分担者はバイロイト大学で高圧合成実験を1ヶ月間、フランスの放射光研究施設を利用した高圧単結晶構造解析を2週間行なった。またドイツのからは研究者グループは高エネルギー研究所放射光実験施設での含水珪酸塩鉱物の構造解析を行なった。これらの研究をとうして地殻・マントル物質の流動現象や地震の発生機構、沈み込むスラブの運動など地殻・マントルのダイナミクスを理解するために、構成する物質・鉱物の高温・高圧状態での塑性変形や相転移などの物質科学的な研究を行った。
地球を構成する岩石・鉱物などの多結晶体の応力場での構造や組織の変化から物質流動が起こす。この研究は単に高圧・高温下での物質構造・組織研究の知見を得るばかりでなく、地殻流動、深発地震、マグマの流動などの機構解明にも一助となる。また日独の鉱物科学分野での多くの波及効果が期待される。物質の熱膨張率、体積圧縮率、弾性波速度、粘性などの物性の温度・圧力関数とした物質流動機構の解明を行なってきた。

研究成果

• [文献書誌] T.Yamanaka and S.Morimoto: "Isotope Effect on Anharmonic Thermal Atomic Vibration and K Refinement of 12C and 13C Diamond" Acta Crystallographica. B52. 232-238 (1996)
• [文献書誌] T.Yamanaka and T.Nagai and T.Tsuchiya: "Mechanism of pressure-induced amorphization" Zerischrift fur Kristallographie. 212. 1-10 (1997)
• [文献書誌] H.Fujihisa,Y.Fujii,K.Takemura,O.Shimomura,et.al.: "Pressure depencence of the electron density in solid lodine by the Maximum-Entropy Method" High Press.Res.14. 335-340 (1996)
• [文献書誌] T.Kikegawa and O.Shimomura: "Structure of FeS under high pressure" J.Phys.Chem.Solids. 58. 241-246 (1997)
• [文献書誌] N.Funamori,T.Yagi,B.O'Neill,T.Kondo,N.Miyajima and K.Fujino: "Transformation in garnet from orthorhombic perovskite to LiNbO3 phase on release of pressure" Science. 275. 513-515 (1997)
• [文献書誌] T.Yagi,B.O'Neill,T.Kondo,N.Miyajima and K.Fujino: "Post garnet high pressure transition:Effect of heterogeneous laser heating and introduction of some new technigues" Eur.J.Mineral. (in press).
• [文献書誌] A.Simon,A.Yoshiasa,et.al.: "Supraleitung in Seltenerdmetall-Carbidhalogeniden des Typs SE2X2C2" Zeitschrift fur anorganische und allgeneine Chemie. 622. 123-137 (1996)
• [文献書誌] T.Tamura,A.Yoshiasa,K.Iishi,et.al: "Local structure of(Ca,Sr)2(Mg,Co,Zn)Si207 melilite sold-solusion with modulated structure" Phys.Chem.Minerals. 23. 81-88 (1996)
• [文献書誌] T.Nagai and T.Yamanaka: "Structural modifications of CaGeO3-wollastonite under room temperature compression" Physics and Chemistry of Minerals. (in press).