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2021 年度 実績報告書

下部マントル含水鉱物の高温高圧下電気伝導度測定による下部マントル含水量の推定

研究課題

研究課題/領域番号 20J13465
研究機関東京大学

研究代表者

奥田 善之  東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2020-04-24 – 2022-03-31
キーワード下部マントル / 水 / ブリッジマナイト
研究実績の概要

地球内部の水の量はその起源物質の推定などに必要不可欠である極めて重要なパラメータである.これまでマントル中の水の量は鉱物の電気伝導度から推定されてきた.異なる含水量のマントル構成鉱物を高温高圧下で電気伝導測定した結果と地磁気観測によって推定したマントルの電気伝導度を比較することで,上部マントルについてはその含水量が推定されてきた.しかし,地球体積の半分以上を占める最大の層である下部マントルについては,この層を占める鉱物の高温高圧下における電気伝導の含水依存性の測定は未だ一例として報告例がない.これは下部マントル圧力下での電気伝導度測定が難しいためである. そこで本研究では,外熱式DACと真空チャンバーを組み合わせた高温高圧下電気伝導度測定手法を用いて,下部マントルの8割以上を占めると考えられているブリッジマナイトの電気伝導度の含水依存性を下部マントルの温度圧力領域で測定を行った.得られた含水ブリッジマナイトの電気伝導度は無水のものと比べて優位に高いものであった.この結果を基に計算した下部マントル電気伝導度プロファイルと,地球物理学的観測から見積もられた深さに対する下部マントルの電気伝導度を比較することで下部マントルの含水量を決定した.本研究で推定された地球下部マントルの含水量は少なくとも下部マントル最上部が極めて水に乏しいことを示唆するものである.

現在までの達成度 (段落)

令和3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

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件)

  • [雑誌論文] Heat flow from the Earth’s core inferred from experimentally determined thermal conductivity of the deep lower mantle2022

    • 著者名/発表者名
      Yoshiyuki Okuda, Kenji Ohta
    • 雑誌名

      AGU books

      巻: - ページ: -

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A cylindrical SiC heater for an externally heated diamond anvil cell to 1500 K2021

    • 著者名/発表者名
      Okuda Yoshiyuki、Kimura Seiji、Ohta Kenji、Park Yohan、Wakamatsu Tatsuya、Mashino Izumi、Hirose Kei
    • 雑誌名

      Review of Scientific Instruments

      巻: 92 ページ: 015119~015119

    • DOI

      10.1063/5.0036551

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Low-spin ferric iron in primordial bridgmanite crystallized from a deep magma ocean2021

    • 著者名/発表者名
      Okuda Yoshiyuki、Ohta Kenji、Nishihara Yu、Hirao Naohisa、Wakamatsu Tatsuya、Suehiro Sho、Kawaguchi Saori I.、Ohishi Yasuo
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 11 ページ: 19471~19471

    • DOI

      10.1038/s41598-021-98991-w

    • オープンアクセス

URL: 

公開日: 2022-12-28  

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