メージャライト、リングウッダイト粘性コントラストの解明

2009 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 20740307
• 研究機関: 愛媛大学
• 研究代表者: 西原 遊 愛媛大学, 上級研究員センター, 上級研究員 (10397036)
• キーワード: マントル遷移層 / 高圧変形実験 / 流動特性 / レオロジー / せん断変形 / メージャライト / リングウッダイト / X線その場観察

研究概要

放射光施設SPing-8に設置されている高圧発生装置SPEED-1500とこれに前年度にセットアップした2次元X線回折測定のための光学系を組み合わせて用いて、高温高圧条件でのカンラン石の応力緩和挙動を定量的に測定した。この結果、カンラン石の比較的低温(<800℃)でのレオロジーは正の活性化体積を持つことが示された。このことからカンラン石によって構成される400km以浅の上部マントルでは、沈み込むスラブの受ける粘性抵抗が深さとともに増大することが示唆される。以上の結果は、地球惑星科学連合大会(2009/05,幕張)AIRAPT-22(2009/07,東京)で口頭発表された。また、Physics of the Earth and Planetary Interiors誌に投稿中である。
上記の研究と平行して、メージャライトの化学反応のカイネティクス、マントル遷移層条件での粘性の決定技術の開発を進め、それぞれ予察的な結果を得ている。メージャライトの減圧分解反応は非平衡組成を持つざくろ石と単斜輝石の形成によって始まり、その後のざくろ石中の元素拡散によって進行するらしい。また、愛媛大学におけるDIA型変形装置よる実験では精密な加圧方式の採用により最高20GPa,2000Kの高温高圧条件での変形実験が可能となった。マントル遷移層での粘性流動を定量的に解明するための道具をそろえることができたと考えられる。

研究成果

• [雑誌論文] Pressure generation to 25 GPa using a cubic anvil apparatus with a multi-anvil 6-6 assembly (2010)
  • 著者名/発表者名: Takaaki Kawazoe, Norimasa Nishiyama, Yu Nishihara, Tetsuo Irifune
  • 雑誌名: High Pressure Research 30 ページ: 167-174
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stress measurement under high-pressure using Kawai-type multi-anvil apparatus combined with synchrotron radiation (2009)
  • 著者名/発表者名: Yu Nishihara, Ken-ichi Funakoshi, Yuji Higo, Hidenori Terasaki, Norimasa Nishiyama, Tomoaki Kubo, Akira Shimojuku, Noriyoshi Tsujino
  • 雑誌名: Journal of Synchrotron Radiation 16 ページ: 757-761
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phase relations in the system MgO-FeO-SiO_2 to 50 GPa and 2000℃ : an application of experimental techniques using multianvil apparatus with sintered diamond anvils (2009)
  • 著者名/発表者名: Yoshinori Tange, Eiichi Takahas hi, Yu Nishihara, Ken-ichi Funakoshi, Nagayoshi Sata
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research 114 ページ: 10.1029/2008JB005891
  • 査読あり
• [雑誌論文] Unified analyses in P-V-T equation of state of MgO : a solution for pressure-scale problems in high P-T experiments (2009)
  • 著者名/発表者名: Yoshinori Tange, Yu Nishihara, Taku Tsuchiya
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research 114 ページ: 10.1029/2008JB005813
  • 査読あり
• [雑誌論文] Orthoenstatite/clinoenstatite phase transformation in MgSiO_3 at high-pressure and high-temperature determined by in-situ X-ray diffraction : Implications for nature of the X-discontinuity (2009)
  • 著者名/発表者名: Akihiko Akashi, Yu Nishihara, Eiichi Takahashi, Yoichi Nakaji ma, Yoshinori Tange, Ken-ic hi Funakoshi
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research 114 ページ: 10.1029/2008JB005894
  • 査読あり
• [学会発表] Stress relaxation test of olivine under Earth's deep upper mantle conditions (2009)
  • 著者名/発表者名: Nishihara, Y., Funakoshi, K., Higo, Y., Tsujino, N., Kawazoe, T., Kubo, T., Shimojuku, A., Tearasaki, H., Nishiyama, N.
  • 学会等名: AIRAPT-22 & HPCJ-50
  • 発表場所: 東京、お台場
  • 年月日: 2009-07-30
• [学会発表] The orthoenstatite/clinoenstatite phase transition under the upper mantle conditions determined by in situ X-ray diffraction : Implications for nature of the X-discontinuity (2009)
  • 著者名/発表者名: AKASHI, A., NISHIHARA, Y., T AKAHASHI, E., NAKAJIMA .Y., TANGE, Y., FUNAKOSHI, K.
  • 学会等名: Goldschmidt Conference 2009
  • 発表場所: Davos, Switzerland
  • 年月日: 2009-06-22
• [学会発表] Stress relaxation test of olivine under Earth's deep upper mantle conditions (2009)
  • 著者名/発表者名: Nishihara, Y., Funakoshi, K., Higo, Y., Tsujino, N., Kawazoe, T., Kubo, T., Shimojuku, A., Terasaki, H., Nishiyama
  • 学会等名: 地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: 幕張メッセ国際会議場
  • 年月日: 2009-05-20