| 研究概要 |
今年度は昨年度までに調整を行った両面レーザー加熱装置とダィヤモンドアンビルセルを用いて、引き続き下部マントルから核に至る条件での高温高圧力実験を行った。その結果、(1)珪酸塩ペロブスカイトと鉄の高温高圧下での反応を30-60GPaの圧力範囲で調べた。本実験は出発相の珪酸塩ペロブスカイトをマルチアンビル型高圧装置で合成する事によって、これまで行われた同様の実験に対して反応関係の不明瞭さを無くした実験を行った。回収試料のX線回折パターンより30GPa程度の比較的低圧側でも溶融鉄と珪酸塩が反応してSiO_2や(Mg, Fe)Oの他にFe-si系の合金が生成されている可能性があることが分かった。(2)(Mg, Fe)Oに関して、レーザー加熱法と放射光を用いた100万気圧領域でのその場観察実験を行った。端成分のFeOでは常温高圧相の稜面体構造相より高温側に従来の報告にある様なNiAs構造相が確認されるが、更に高温側にNaCl構造相が存在している事がわかった。一方で(MgX, Fe1-X)O(X=0.05, 0.1, 0.2, 0.4, 0.6)ではNiAs相は見られず、1500℃程度で稜面体構造相から直接NaCl構造相に転移することが分かった。(3)初期地球での核形成過程を調べる上で重要である鉄と水の直接反応に関しては、反応領域がα鉄領域の場合は鉄水酸化物の高圧相が生成されているが、更に反応が進むと水素化物が生成されることが分かった。また、高圧側のε鉄領域では鉄と水が直接反応して水素化物と酸化物になり、高温相であるγ鉄領域で反応した鉄は温度に対して一部凍結可能であり、脱圧中観察が可能であることが分かった。
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