| 研究課題/領域番号 |
20H01994
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| 研究機関 | 岡山大学 |
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研究代表者 |
桑原 秀治 岡山大学, 惑星物質研究所, 特任助教 (50505394)
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| 研究分担者 |
M Satish‐Kumar 新潟大学, 自然科学系, 教授 (50313929)
土屋 卓久 愛媛大学, 地球深部ダイナミクス研究センター, 教授 (70403863)
出倉 春彦 愛媛大学, 地球深部ダイナミクス研究センター, 講師 (90700146)
伊藤 正一 京都大学, 理学研究科, 准教授 (60397023)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| キーワード | 炭素 / 同位体分別 / 核 / マントル |
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| 研究実績の概要 |
本研究は太陽系内の始原的物質と地球マントル内部の炭素同位体比の違い、およびその不均質の起源について核－マントル間の炭素同位体分別という観点から制約を加えることを目的とする。具体的にはマルチアンビル高圧発生装置を用いた高圧実験および二次イオン質量分析装置と同位体比質量分析計を組み合わせた金属鉄－ケイ酸塩液相間の炭素分配係数と炭素同位体分別係数を決定する。また、第一原理計算による実験では達成困難な温度圧力条件における金属鉄－ケイ酸塩液相間の炭素分配係数と炭素同位体分別係数を決定する。
本年度は前年度まで行っていた分化した微惑星天体内部の核－マントル間の炭素分配に関する成果を論文に取りまとめ、国際学術誌Geophysical Research Lettersに投稿し、受理された。また、岡山大学惑星物質研究所に設置されているマルチアンビル型高圧発生装置を用いて圧力2 GPa、温度1650℃の条件において金属鉄－ケイ酸塩液相間の炭素同位体分別実験を行った。現在、回収試料中の炭素量および同位体比について二次イオン質量分析装置、同位体比質量分析装置を用いて分析中である。
第一原理計算についてはCO2分子の交換反応を仮定した場合の地球の核－マントル境界圧力条件における金属鉄－ケイ酸塩液相間の炭素分配係数を決定することに成功した。その結果、135 GPa、5000 Kの条件において金属鉄－ケイ酸塩液相間の炭素分配係数は約600という値が得られた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本年度は当初の計画通り、マルチアンビル高圧発生装置を用いた鉄－ケイ酸塩液相間の炭素同位体分別実験および回収試料の主成分分析、そして第一原理計算による鉄－ケイ酸塩液相間の炭素分配係数を地球の核－マントル圧力条件において決定することができた。したがって、順調に進展していると判断した。
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| 今後の研究の推進方策 |
本年度では高圧実験、第一原理計算による金属鉄－ケイ酸塩液相間の炭素分配係数を決定することに成功した。次年度も引き続き、金属鉄－ケイ酸塩液相間の炭素分配を支配する主要因について考察を行うと共に、炭素同位体分別係数の決定も行っていく。
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