| 研究概要 |
地球の核は,主に鉄からできていると考えられている.しかし,地震波速度から推定された地球核の密度は地球核相当の温度圧力条件での純粋な鉄の密度と比べ小さい.そのため地球核には軽元素が含まれていると考えられている.なかでも硫黄は始原的な隕石と比較したときに地球マントル中で欠乏していることから軽元素の候補として有力視されている.さらに地球核中の熱量に関する研究から放射性元素の存在が示唆きれた.とくにカリウムは地球マントル中に始原的な隕石と比べ欠乏しているため核中の放射性元素の有力な候補である.したがって,地球核中の軽元素を明らかにするために鉄-硫黄系の高温高圧下での研究が重要であり,鉄-軽元素系合金中に放射性元素が溶解する量を明らかにすることは重要である.鉄-硫黄系の高温高圧下での安定相を調べるために,放射光施設(SPring-8)においてその場観察実験を行った.圧力条件は70〜150GPaまでであり,温度条件は1600〜2600Kまでの範囲で粉末X線回折実験を行った.その結果,地球外核までFeとFe_3Sが安定に共存することがわかった.また,地球核の温度を推定するためには鉄-硫黄系における融点を明らかにすることが重要である.そのためX線を用いた融解判定実験を試みた.圧力条件はおよそ50〜210GPaという範囲で行った.温度1400〜3300Kまでの範囲で行った.この実験において融解判定を行うためには,十数ミクロンという小さな加熱領域にX線を入射させる必要があるため難しい.現在までにX線の回折線の減少を確認できたが融点決定までには至っていない.今後は,試料を回収し組織観察を行うことで確実な融解判定を行いたい.熱源に関する研究であるカリウム分配については,50GPaまでの結果を投稿準備中である.今後は実験条件を地球外核条件まで広げ実験を行い,核中のカリウム量を明らかにしたい.
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