研究課題
アセノスフェアは、上部のプレート(リソスフェア)に対して柔らかい部分であるが、"何故柔らかいのか?何故異方性があるのか?"といった問題は、明らかになっていない。主要な原因として、部分熔融説とオリビンの含水化説の2つが有力な仮説である。本研究は、アセノスフェアで一般に観測される地震波の低速度層、高電気伝導度異常の原因と異方性の原因を、最大深さ100km(圧力3GPa)、最高温度1550℃の条件で部分溶融ペリドタイトの高温高圧変形実験を行うことにより、解明することを目的とする。本年度は、昨年度に改良されたシステムを用いて、岡山大学・地球物質科学研究センターに敷設されている6方圧し+独立ピストンを備えた変形試験器で変形実験を開始した。かんらん岩の部分熔融が起こる条件での試験的な剪断変形実験を行い、有効な変形実験セルの開発を進めている。45度にカットしたアルミナピストンを金属のフォイルで1軸方向に移動するピストンと接合させ、45度カットピストンがフォイル上を滑ることにより単純剪断の実験が可能であることが確認された。このセルを用いて来年度は本格的な単純剪断変形実験を開始する予定である。東太平洋海嶺近くのアセノスフェアの電気伝導度構造はプレート運動方向に高い電気伝導度異方性を持っている。これは、部分熔融メルトの異方的な配列で説明することができるのかを検証する変形実験を行う前に、静水圧下での部分熔融岩石の電気伝導度の絶対値の情報が必要であるので、マルチアンビル高圧発生装置を用いた電気伝導度測定を行った。電気伝導度はオリビン多結晶体中の玄武岩質メルトの量が増えるにつれて増加し、電磁気観測から得られている電気伝導度の絶対値を説明するには、体積分率で0.03程度のメルト量が必要なことが分かった。来年度は、単純勇断変形実験を行い、電気伝導度異方性のその場観察実験を行う予定である。
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