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2018 年度 実績報告書

地球深部マントルの酸化還元状態とその進化の解明

研究課題

研究課題/領域番号 16H06023
研究機関東京大学

研究代表者

新名 良介  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 特任准教授 (00769812)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
キーワード地球内部 / マントル / 地球核 / 高温高圧実験 / ダイヤモンドアンビルセル / 酸化還元状態 / 鉄
研究実績の概要

地球深部マントルの酸化還元状態を解明するための研究を行った。当初予定されていた通り、開発した新しい技術を用い、高温高圧下における地球深部物質の物理・化学的な性質を、実験的に決定する研究を推進した。地球を構成する元素の内、地球深部マントルの酸化還元状態を支配する最も重要な元素は鉄である。本年度は鉄とその化合物に関して、地球深部圧力における安定相関係や、融点を決定することができた。新しく開発した内部抵抗加熱式ダイヤモンドアンビルセルを用いて、最も基礎的な純鉄の融点を、これまでになく高い温度圧力である290万気圧5360ケルビンにおいて決定することができた。これは抵抗加熱を用いた安定・均質加熱実験としては世界最高温度圧力記録であり、飛躍的な技術的進歩である。また、様々な元素(炭素、ケイ素、窒素、硫黄、酸素、ニッケル)がわずかに含まれる系において実験を行い、地球核条件下で相関係を明らかにした。どの系においても、これまで行われたことのない高い圧力において実験を行うことができた。本年度得られた結果から、軽元素候補のどれも単独では核中に存在していないであろうことが強く示唆された。長年の謎である地球核内の軽元素と、マントルの酸化還元状態は密接に関係していることが知られており、得られた結果は、マントルと核、両方の進化を理解する上で重要な情報となる。本年度の研究成果としては、国際学術誌に7本(印刷中含む)、国内学術誌に2本の論文が公開された。また、国際学会において7件(共著含む)、国内学会において3件(招待講演含む)の発表を行った。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (19件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 3件、 査読あり 8件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 7件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Phase transition boundary between fcc and hcp structures in Fe-Si alloy and its implications for terrestrial planetary cores2019

    • 著者名/発表者名
      Komabayashi Tetsuya、Pesce Giacomo、Morard Guillaume、Antonangeli Daniele、Sinmyo Ryosuke、Mezouar Mohamed
    • 雑誌名

      American Mineralogist

      巻: 104 ページ: 94~99

    • DOI

      https://doi.org/10.2138/am-2019-6636

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Melting curve of iron to 290 GPa determined in a resistance-heated diamond-anvil cell2019

    • 著者名/発表者名
      Sinmyo Ryosuke、Hirose Kei、Ohishi Yasuo
    • 雑誌名

      Earth and Planetary Science Letters

      巻: 510 ページ: 45~52

    • DOI

      10.1016/j.epsl.2019.01.006

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Phase relations in the system Fe-Ni-Si to 200 GPa and 3900 K and implications for Earth's core2019

    • 著者名/発表者名
      Komabayashi Tetsuya、Pesce Giacomo、Sinmyo Ryosuke、Kawazoe Takaaki、Breton Helene、Shimoyama Yuta、Glazyrin Konstantin、Konopkova Zuzana、Mezouar Mohamed
    • 雑誌名

      Earth and Planetary Science Letters

      巻: 512 ページ: 83~88

    • DOI

      10.1016/j.epsl.2019.01.056

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Melting Curve and Equation of State of β‐Fe7N3: Nitrogen in the Core?2019

    • 著者名/発表者名
      Kusakabe Mayu、Hirose Kei、Sinmyo Ryosuke、Kuwayama Yasuhiro、Ohishi Yasuo、Helffrich George
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Solid Earth

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • DOI

      10.1029/2018JB015823

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Melting experiments on the Fe-C binary system up to 255 GPa: Constraints on the carbon content in the Earth's core2019

    • 著者名/発表者名
      Mashino Izumi、Miozzi Francesca、Hirose Kei、Morard Guillaume、Sinmyo Ryosuke
    • 雑誌名

      Earth and Planetary Science Letters

      巻: 515 ページ: 135~144

    • DOI

      10.1016/j.epsl.2019.03.020

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Melting experiments on liquidus phase relations in the Fe-S-O ternary system under core pressures2019

    • 著者名/発表者名
      Shunpei Yokoo、Hirose Kei、Sinmyo Ryosuke
    • 雑誌名

      Geophysical Research Letters

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 内部抵抗加熱式ダイヤモンドアンビルセルを用いた鉄融点の決定2019

    • 著者名/発表者名
      新名良介、廣瀬敬、大石泰生
    • 雑誌名

      高圧力の科学と技術

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 高温高圧実験を用いたマントル深部鉱物の物理・化学的性質の研究2019

    • 著者名/発表者名
      新名良介
    • 雑誌名

      岩石鉱物科学

      巻: 48 ページ: 36~45

    • DOI

      10.2165/gkk.190107

  • [雑誌論文] Experimental Determination of Eutectic Liquid Compositions in the MgO-SiO2 System to the Lowermost Mantle Pressures2018

    • 著者名/発表者名
      Ozawa Keisuke、Anzai Miyuki、Hirose Kei、Sinmyo Ryosuke、Tateno Shigehiko
    • 雑誌名

      Geophysical Research Letters

      巻: 45 ページ: 9552~9558

    • DOI

      https://doi.org/10.1029/2018GL079313

    • 査読あり
  • [学会発表] Technical development toward understanding the melting temperature of the materials at high pressure using ultra-fast spectroradiometry2019

    • 著者名/発表者名
      Ryosuke Sinmyo
    • 学会等名
      Interaction and Coevolution of the Core and Mantle International Symposium Annual General Meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] Crystallization of Liquid Fe-S-O at ICB Conditions2018

    • 著者名/発表者名
      Shunpei Yokoo, Kei Hirose and Ryosuke Sinmyo
    • 学会等名
      AGU Fall Meeting 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] Stability of Fe5O6 at High Pressure and Temperature2018

    • 著者名/発表者名
      Koutaro Hikosaka, Ryosuke Sinmyo, Kei Hirose, Takayuki Ishii and Yasuo Ohishi
    • 学会等名
      AGU Fall Meeting 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] Melting experiments on the Fe-C binary system up to 255 GPa: Constraints on the carbon content in the Earth’s core2018

    • 著者名/発表者名
      Izumi Mashino, Francesca Miozzi, Kei Hirose, Guillaume Morard and Ryosuke Sinmyo
    • 学会等名
      AGU Fall Meeting 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] Internally resistive heated diamond anvil cell experiments on Fe-Ni-Si alloy to 200 GPa and 3900 K and its implications for Earth's core2018

    • 著者名/発表者名
      Tetsuya Komabayashi, Giacomo Pesce, Ryosuke Sinmyo, Takaaki Kawazoe, Helene Breton, Yuta Shimoyama, Konstantin Glazyrin, Zuzana Konopkova and Mohamed Mezouar
    • 学会等名
      AGU Fall Meeting 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] Experimental Determination of Eutectic Liquid Compositions in the MgO-SiO2 System to the Lowermost Mantle Pressures2018

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Ozawa, Miyuki Anzai, Kei Hirose, Ryosuke Sinmyo and Shigehiko Tateno
    • 学会等名
      AGU Fall Meeting 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] Melting curve of iron to 290 GPa determined in a resistance-heated diamond-anvil cell: implications for the Earth and planetary core2018

    • 著者名/発表者名
      Ryosuke Sinmyo, Kei Hirose and Yasuo Ohishi
    • 学会等名
      AGU Fall Meeting 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] 内部抵抗加熱式ダイヤモンドアンビルセルを用いた290GPaまでの鉄の融点決定2018

    • 著者名/発表者名
      新名良介、廣瀬敬、大石泰生
    • 学会等名
      SPring-8シンポジウム2018サテライト研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] 高温高圧実験から探る地球核とマントル最下部の温度構造2018

    • 著者名/発表者名
      新名良介、廣瀬敬、大石泰生
    • 学会等名
      日本地球化学会年会
    • 招待講演
  • [学会発表] 高温高圧実験を用いたマントル深部鉱物の物理・化学的性質の研究2018

    • 著者名/発表者名
      新名良介
    • 学会等名
      日本鉱物科学会2018年会
    • 招待講演

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公開日: 2019-12-27  

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