2000 年度実績報告書

超高圧実験による地球成層構造の起源の解明

研究課題

研究課題/領域番号	11440133
研究機関	岡山大学
研究代表者	伊藤英司岡山大学, 固体地球研究センター, 教授 (00033259)
研究分担者	米田明岡山大学, 固体地球研究センター, 助教授 (10262841) WALTER J. Michael 岡山大学, 固体地球研究センター, 助教授 (20284094) 桂智男岡山大学, 固体地球研究センター, 助教授 (40260666) 中村栄三岡山大学, 固体地球研究センター, 教授 (80201672) 神崎正美岡山大学, 固体地球研究センター, 助教授 (90234153)
キーワード	焼結ダイアモンド / SPring-8 圧力マーカー / ペリドタイト / 下部マントル / マグマオーシャン / 物質リザーバー
研究概要	大型放射光施設SPring-8においてFeの第5の固相、β相の探査を行いながら焼結ダイアモンドアンビル(SDA)の圧力校正を行った。さらに高い圧力を発生できるようにSDAの先端きり欠き長さ(TEL)を従来の2.0mmから1.5mmに縮小した。ビームラインBL04B1ポートに設置されたDAI型プレスでSAD集合体を圧縮しFe試料のカプセルとしたPtとMgOの微細焼結体を圧力マーカーとして発生圧力をモニターした。荷重800トンにおいてPtで48.4GPa、MgOでは49.2GPaの圧力が記録された。この圧力はTEL2.0mmで発生させた約40GPaを大きく上回った。除荷後のSDAに塑性変形が認められなかったこと、また荷重800トンにおいても圧力発生効率が顕著な低下を見せていないことから、さらに高い圧力の発生は可能であると思われる。現在までのところ43GPa,1600K程度の条件まではε相が安定でありβ相に相当する新しい多態は見つかっていない。ペリドタイトの溶融実験を33GPa程度まで行って、圧力にともなう溶融関係の変化を明らかにするとともに、液とリキダス相との間の元素分配を決定した。その結果、下部マントルで生ずるマグマは深さともにSiO2に欠乏してゆき、900kmより深いところはペリドタイトより塩基的な組成をもつと考えられる。また1000kmより深いマグマオーシャンではMg-ペロフスカイとCa-ペロフスカイトが優先的に沈降してマントル下部に高密度な物質リザーバーを形成した可能性がある。さらにC1コンドライトマントルと得られた元素分配係数からこのリザーバーは1500km程度の深さにまで達しアルカリ元素や希土類元素に富んだundepletedなものであることが指摘される。

研究成果

(6件)

すべてその他

すべて文献書誌 (6件)

[文献書誌] 伊藤英司: "焼結ダイアモンドと下部マントル科学"地学雑誌. 109. 859-867 (2000)
[文献書誌] Nakatsuka,A.,Yoshiasa,A.,Yamanaka,T.,Katsura,T.,Ito,E.: "Symmetry change of majorite solid-solution in the system Mg_3Al_2Si_3O_<12>-MgSiO_3"Am.Mineral.. 84. 1135-1143 (2000)
[文献書誌] Ono,S.,Ito,E.,Katsura,T.,Yoneda,A.,Walter,M.J.,Urakawa,S.,Utsumi,W.,Funakoshi,K.: "Thermoelastic properties of the high-pressure phase of SnO2 determined by in situ X-ray observations up to 30GPa and 1400K"Phys, Chem.Minerals. 27. 618-622 (2000)
[文献書誌] Walter,M.J.: "Screws tighten on the core. News and Reviews"Nature. 398. 563 (2000)
[文献書誌] Yoneda,A.: "The xyz algorithm specialized for eigenvibaration problem of bored an laminated objects"J.Sound and Vibration. 236. 431-441 (2000)
[文献書誌] Xue,X.,Kanzaki,M.: "An ab initio calculation of 17O and 29Si NMR parameters for SiO2 polymorphs"Solid State NMR. 16. 245-259 (2000)

2000 年度 実績報告書

超高圧実験による地球成層構造の起源の解明

研究代表者

伊藤 英司 岡山大学, 固体地球研究センター, 教授 (00033259)

研究成果

[文献書誌] 伊藤英司: "焼結ダイアモンドと下部マントル科学"地学雑誌. 109. 859-867 (2000)

[文献書誌] Nakatsuka,A.,Yoshiasa,A.,Yamanaka,T.,Katsura,T.,Ito,E.: "Symmetry change of majorite solid-solution in the system Mg_3Al_2Si_3O_<12>-MgSiO_3"Am.Mineral.. 84. 1135-1143 (2000)

[文献書誌] Ono,S.,Ito,E.,Katsura,T.,Yoneda,A.,Walter,M.J.,Urakawa,S.,Utsumi,W.,Funakoshi,K.: "Thermoelastic properties of the high-pressure phase of SnO2 determined by in situ X-ray observations up to 30GPa and 1400K"Phys, Chem.Minerals. 27. 618-622 (2000)

[文献書誌] Walter,M.J.: "Screws tighten on the core. News and Reviews"Nature. 398. 563 (2000)

[文献書誌] Yoneda,A.: "The xyz algorithm specialized for eigenvibaration problem of bored an laminated objects"J.Sound and Vibration. 236. 431-441 (2000)

[文献書誌] Xue,X.,Kanzaki,M.: "An ab initio calculation of 17O and 29Si NMR parameters for SiO2 polymorphs"Solid State NMR. 16. 245-259 (2000)

2000 年度実績報告書

伊藤英司岡山大学, 固体地球研究センター, 教授 (00033259)