揮発性成分が地球深部のマグマの粘度に与える影響

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21684032
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 岩石・鉱物・鉱床学
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 鈴木 昭夫 東北大学, 大学院・理学研究科, 准教授 (20281975)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2012
• キーワード: マグマ / 粘度 / 高圧力 / 放射光 / マントル / 揮発性成分

研究概要

放射光を用いたX線イメージング落球法でマグマ(珪酸塩メルト)の粘度を高温高圧力下で測定した。特に揮発性成分(CO2)が粘度に与える影響に着目した。まず、高エネルギー加速器研究機構の放射光施設(KEK PF-AR)のNE7Aステーションにおいて、本研究課題を行うためのX線カメラや検出器架台などの装置を整備した。続いて、様々な組成のマグマについて、揮発性成分の量と粘度の関係を調べた。

研究成果

• [雑誌論文] Viscosity of CO2-bearng silicate melts at high pressure (2013)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, A.
  • 雑誌名: Photon Factory Activity Report 2011 (KEK Prigress Report 2012-3) 巻: vol.29, PartB ページ: 287
• [雑誌論文] Superplasticity in hydrous melt-bearing dunite: implications for shear localization in Earth's upper mantle (2012)
  • 著者名/発表者名: Ohuchi, T., Nishihara, Y., Kawazoe, T., Spengler, D., Shiraishi, R., Suzuki, A., Kikegawa, T., Ohtani, E.
  • 雑誌名: Earth and Planetary Science Letters 巻: 335-336 ページ: 59-71
  • DOI: DOI:10.1016/j.epsl.2012.04.032
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stability of Fe-Ni hydride after the reaction between Fe-Ni alloy and hydrous phase (δ-AlOOH) up to 1.2Mbar: Possibility of H contribution to the core density deficit (2012)
  • 著者名/発表者名: Terasaki, H., Ohtani, E., Sakai, T., Kamada, S., Asanuma, H., Shibazaki, Y., Hirao, N., Sata, N., Ohishi, Y., Sakamaki, T., Suzuki, A., Funakoshi, K.-I.
  • 雑誌名: Physics of the Earth and Planetary Interiors 巻: 194-195 ページ: 18-24
  • DOI: DOI:10.1016/j.pepi.2012.01.002
  • 査読あり
• [雑誌論文] Density measurements of liquid Fe-Si alloys at high pressure using the sink-float method (2011)
  • 著者名/発表者名: Tateyama, R., Ohtani, E., Terasaki, H., Nishida, K., Shibazaki, Y., Suzuki, A., Kikegawa, T.
  • 雑誌名: Physics and Chemistry of Minerals 巻: 38 ページ: 801-807
  • DOI: DOI:10.1007/s00269-011-0452-1
  • 査読あり
• [雑誌論文] Deformation cubic anvil press and stress and strain measurements using monochromatic X-rays at high pressure and high temperature (2011)
  • 著者名/発表者名: Shiraishi, R., Ohtani, E., Kubo, T., Doi, N., Suzuki, A., Shimojuku, A., Kato, T., Kikegawa, T.
  • 雑誌名: High Pressure Research 巻: 31(3) ページ: 399-406
  • DOI: DOI:10.1080/08957959.2011.590481
  • 査読あり
• [雑誌論文] Density measurements of liquid FeS at high pressure using synchrotron X-ray absorption (2011)
  • 著者名/発表者名: Nishida, K., Ohtani, E., Urakawa, S., Suzuki, A., Sakamaki, T., Terasaki, H., Katayama, Y.
  • 雑誌名: American Mineralogist 巻: 96 ページ: 864-868
  • DOI: DOI:10.2138/am.2011.3616
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pressure and Temperature dependence of the viscosity of a NaAlSi2O6 melt (2011)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, A., Ohtani, E., Terasaki, H., Nishida, K., Hayashi, H., Sakamaki, T., Shibazaki, Y., Kikegawa, T.
  • 雑誌名: Physics and Chemistry of Minerals 巻: 38 ページ: 59-64
  • DOI: DOI:10.1007/s00269-010-0381-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-pressure X-ray diffraction study of ε-FeOOH (2010)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, A.
  • 雑誌名: Physics and Chemistry of Minrals 巻: 37(3) ページ: 153-157
  • 査読あり
• [雑誌論文] Density of dry peridotite magma at high pressure using an X-ray absorption method (2010)
  • 著者名/発表者名: Sakamaki, T., Ohtani E., Urakawa, S., Suzuki, A., Katayama, Y.
  • 雑誌名: American Mineralogist 巻: 95 ページ: 144-147
  • 査読あり
• [雑誌論文] Viscosity of basaltic magma at high pressure (2010)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, A., Ohtani, E., Ando, R., Terasaki, H., Sakamaki, T., Funakoshi, K.
  • 雑誌名: Acta Mineralogica-Petrographica 巻: 6 ページ: 40
• [雑誌論文] Transformation textures, mechanisms of formation of high-pressure minerals in shock melt veins of L6 chondrites (2009)
  • 著者名/発表者名: Ozawa, S., Ohtani E., Miyahara, M., Suzuki, A., Kimura, M., Ito, Y.
  • 雑誌名: and pressure-temperature conditions of the shock events Meteoritics and Planetary Sciences 巻: 44(11) ページ: 1771-1786
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hydrogen partitioning between iron and ringwoodite: implications for water transport into the Martian core (2009)
  • 著者名/発表者名: Shibazaki, Y., Ohtani E, Terasaki, H., Suzuki, A., Funakoshi, K.
  • 雑誌名: Earth and Planetary Science Letters 巻: 287(3-4) ページ: 463-470
  • 査読あり
• [雑誌論文] Measurement of hydrous peridotite magma density at high pressure using the X-ray absorption method (2009)
  • 著者名/発表者名: Sakamaki, T., Ohtani E., Urakawa, S., Suzuki, A., Katayama, Y.
  • 雑誌名: Earth and Planetary Science Letters 巻: 287(3-4) ページ: 293-297
  • 査読あり
• [雑誌論文] Kushiroite, CaAlAlSiO6: A new mineral of the pyroxene group from the ALH 85085CH chondrite,and its genetic significance in refractory inclusions (2009)
  • 著者名/発表者名: Kimura, M., Mikouchi, T., Suzuki, A., Miyahara, M., Ohtani, E., ElGoresy, A.
  • 雑誌名: American Mineralogist 巻: 94(10) ページ: 1479-1482
  • 査読あり
• [雑誌論文] Compressibility of the high-pressure polymorph of AlOOH to 17GPa (2009)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, A.
  • 雑誌名: Mineralogical Magazine 巻: 73(3) ページ: 479-485
  • 査読あり
• [雑誌論文] In situ measurement of interfacial tension of Fe-S and Fe-P liquids under high pressure using X-ray radiography and tomography techniques (2009)
  • 著者名/発表者名: Terasaki, H., Urakawa, S., Funakoshi, K., Nishiyama, N., Wang, Y., Nishida, K., Sakamaki, T., Suzuki, A., Ohtani E.
  • 雑誌名: Physics of the Earth and Planetary Interiors 巻: volume 174, issues 1-4 ページ: 220-226
  • 査読あり
• [雑誌論文] 高圧力下でのX線イメージングによる地球惑星物質の研究 (2009)
  • 著者名/発表者名: 鈴木昭夫
  • 雑誌名: 物構研シンポジウム'09.KEKProceedings ページ: 65-69
• [雑誌論文] Viscosity minimum of lunar high-Ti magma at high pressure and high temperature (2009)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, A., Ohtani E., Nishida, K., Terasaki, H., Tateyama, R., Shiraishi, R., Kikegawa, T.
  • 雑誌名: Special Issue of the Review of High Pressure Science and Technology 巻: vol. 19 ページ: 377
• [雑誌論文] Density and structure of basaltic magma under high pressure and high temperature (2009)
  • 著者名/発表者名: Sakamaki, T., Ohtani E., Urakawa, S., Suzuki, A., Terasaki, H., Katayama, Y.,Funakoshi, K.
  • 雑誌名: Special Issue of the Review of High Pressure Science and Technology 巻: vol. 19 ページ: 287
• [雑誌論文] Density measurement of peridotite magma by using X-ray absorption method (2009)
  • 著者名/発表者名: Ohtani E., Suzuki, A., Terasaki, H., Sakamaki, T., Urakawa, S., Katayama, Y., Nishitani, N., Watanabe, K.
  • 雑誌名: SPring-8 User Experimental Report,No.22 (2008B) 巻: 2008B3726
• [雑誌論文] Viscosity of basaltic magma at high pressure (2009)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, A., Ohtani E., Terasaki, H., Sakamaki, T., Shibazaki, Y. Tateyama, R., Funakoshi, K.
  • 雑誌名: SPring-8 User Experimental Report No.22 (2008B) 巻: 2008B1613
• [雑誌論文] Density of high-Ti basalt magma at high pressure and origin of heterogeneities in the lunar mantle
  • 著者名/発表者名: Sakamaki, T., Ohtani, E., Urakawa, S., Suzuki, A., Katayama, Y., Zhao, D.
  • 雑誌名: Earth and Planetary Science Letters 巻: 299 ページ: 285-289
  • DOI: DOI:2010.10.1016/j.epsl.2010.09.007
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pressure-volume-temprature equation of state of tungsten carbide to 32 GPa and 1673 K
  • 著者名/発表者名: Litasov, K.D., Shatskiy, A., Fei, Y., Suzuki, A., Ohtani, E., Funakoshi, K.
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics 巻: 108 ページ: 053513
  • DOI: doi:10.1063/1.3481667,2010. 10.1063/1.3481667
  • 査読あり
• [雑誌論文] Designing PLANET: the neutron beamline for high-pressure material science at J-PARC
  • 著者名/発表者名: Arima, H., Hattori, T., Komatsu, K., Abe, J., Utsumi, W., Kagi, H., Suzuki, A., Suzuya, K., Kamiyama, T., Arai, M., Yagi, T.
  • 雑誌名: Journal of Physics: Conference Series 巻: 215 ページ: 012025
  • DOI: DOI:2010.10.1088/1742-6596/215/1/012025
  • 査読あり
• [学会発表] 揮発性成分を含むマグマの粘度 (2013)
  • 著者名/発表者名: 鈴木昭夫
  • 学会等名: 第1回物構研サイエンスフェスタ,182L
  • 発表場所: 茨城県つくば市
  • 年月日: 2013-03-14
• [学会発表] KEK-AR NE7AでのX線吸収による液体密度測定の試み (2013)
  • 著者名/発表者名: 渕崎員弘,浜谷望,鈴木昭夫,亀卦川卓美
  • 学会等名: 第1回物構研サイエンスフェスタ,193L
  • 発表場所: 茨城県つくば市
  • 年月日: 2013-03-14
• [学会発表] Viscosity of CO_2-bearing silicate melts at high pressure (2013)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, A.
  • 学会等名: The 3rd Global-COE Symposium on Deep EarthMineralogy In conjunction with TANDEM2013, 115
  • 発表場所: Matsuyama, Japan
  • 年月日: 2013-03-05
• [学会発表] Density measurement ofmelts by X-ray absorption method at KEK NE7A station (2013)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, A.
  • 学会等名: Approach to the center of the Earth, 12
  • 発表場所: Sendai, Japan
  • 年月日: 2013-01-21
• [学会発表] 揮発性成分がマグマの粘度に与える効果 (2012)
  • 著者名/発表者名: 鈴木昭夫
  • 学会等名: 第53回高圧討論会,1C05
  • 発表場所: 大阪府豊中市
  • 年月日: 2012-11-07
• [学会発表] The role of carbon dioxide on the viscosity of diopside (CaMgSi_2O_6) composition melt at high pressure. IUCr Commission of High Pressure 2012Meeting "Advances in Crystallography at High Pressures" International Symposium of the Quantum Beam Science Directorate (2012)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, A.
  • 学会等名: Japan Atomic Energy Agency, PS8-4
  • 発表場所: Mito, Japan
  • 年月日: 2012-09-25
• [学会発表] CO_2を含む珪酸塩メルトの粘度 (2012)
  • 著者名/発表者名: 鈴木昭夫
  • 学会等名: 日本鉱物科学会2012年年会,R3-P05
  • 発表場所: 京都府京都市
  • 年月日: 2012-09-20
• [学会発表] Viscosity of carbon dioxide-bearing silicate melt at high pressure (2012)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, A.
  • 学会等名: The 22nd V.M. Goldschmidt Conference, P03G
  • 発表場所: Montreal, Canada
  • 年月日: 2012-06-27
• [学会発表] Viscosity of carbon dioxide-bearing silicate melt at high pressure. Joint Symposium of Misasa-2012 and Geofluid-2, Dynamics and Evolution of the Earth's Interior: special emphasisi on the role of fluids (2012)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, A.
  • 学会等名: P21-03
  • 発表場所: Misasa, Japan
  • 年月日: 2012-03-21
• [学会発表] CO_2を含む珪酸塩メルトの粘度 (2012)
  • 著者名/発表者名: 鈴木昭夫
  • 学会等名: 第29回PFシンポジウム,P07-01
  • 発表場所: 茨城県つくば市
  • 年月日: 2012-03-15
• [学会発表] 月マグマの粘度について (2011)
  • 著者名/発表者名: 鈴木昭夫
  • 学会等名: 量子ビームを用いた物質・生命科学の新展開
  • 発表場所: 宮城県仙台市
  • 年月日: 2011-12-21
• [学会発表] Spin states of FeOOH at high pressure using x-ray emission spectroscopy and DFT calculations (2011)
  • 著者名/発表者名: Mao, W.L., Gleason, A.E., Pentcheva, R., Otte, K., Suzuki, A.
  • 学会等名: AGU 2011 Fall Meeting
  • 発表場所: San Francisco, USA
  • 年月日: 2011-12-08
• [学会発表] 高温高圧下におけるDiopsideメルトの粘度 (2011)
  • 著者名/発表者名: 鈴木昭夫
  • 学会等名: 第28回PFシンポジウム,P-UG07-06
  • 発表場所: 茨城県つくば市
  • 年月日: 2011-07-12
• [学会発表] Viscosity of CaMgSi2O6 liquid at high pressre revisited (2011)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, A.
  • 学会等名: Japan Geoscience Union Meeting 2011, SCG009-03
  • 発表場所: Chiba, Japan
  • 年月日: 2011-05-23
• [学会発表] InOOH型酸化水酸化物の状態方程式 (2011)
  • 著者名/発表者名: 鈴木昭夫
  • 学会等名: 第24会日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム,9P102
  • 発表場所: 茨城県つくば市
  • 年月日: 2011-01-09
• [学会発表] Compression behavior of InOOH-type oxyhydroxide (2010)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, A.
  • 学会等名: 5th Asian Conference on High Pressure Research
  • 発表場所: Matsue, Japan, 11A3-3
  • 年月日: 2010-11-11
• [学会発表] PF-ARNE7Aステーションについて (2010)
  • 著者名/発表者名: 鈴木昭夫,亀卦川卓美
  • 学会等名: 第51回高圧討論会,2P13
  • 発表場所: 宮城県仙台市
  • 年月日: 2010-10-21
• [学会発表] Viscosity of basaltic magma at high pressure. IMA2010 (2010)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, A., Ohtani, E., Ando, R., Terasaki, H., Sakamaki, T., Funakoshi, K.
  • 学会等名: 20th General Meeting of the International Mineralogical Association
  • 発表場所: Budapest, Hungary, 5SE08
  • 年月日: 2010-08-26
• [学会発表] Viscosity of K2TiSi4O9 melt at high pressure and high tempearture. Global COE Symposium 2010 (2010)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, A., Ohtani, E., Nishida, K., Tateyama, R., Shibazaki, Y., Kikegawa, T.
  • 学会等名: Dynamic Earth andHeterogeneous Structure
  • 発表場所: Sendai, Japan, P1-20
  • 年月日: 2010-07-13
• [学会発表] Density and viscosity of lunar high-Ti magma at high pressure (2010)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, A., Ohtani E., Sakamaki, T., Urakawa, S., Katayama, Y., Nishida, K., Tateyama, R., Kikegawa, T.
  • 学会等名: 2010 Western Pacific Geophysics Meeting, V33C-05
  • 発表場所: Taipei, Taiwan
  • 年月日: 2010-07-13
• [学会発表] Viscosity of K2TiSi4O9 melt at high pressure and high temperature (2010)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, A., Ohtani E., Nishida, K., Tateyama, R., Shibazaki, Y., Kikegawa, T.
  • 学会等名: Japan Geoscience Union Meeting 2010, SIT041-P04
  • 発表場所: Chiba, Japan
  • 年月日: 2010-05-24
• [学会発表] Density, viscosity and structure of basaltic magma under high pressure and high temperature (2010)
  • 著者名/発表者名: Sakamaki, T., Ohtani E., Suzuki, A.,Urakawa, S., Terasaki, H., Katayama, Y., Funakoshi, K.
  • 学会等名: Japan Geoscience Union Meeting 2010, SIT041-09
  • 発表場所: Chiba, Japan
  • 年月日: 2010-05-24
• [学会発表] Density and structure of basaltic magma at high pressure and high temperature (2010)
  • 著者名/発表者名: Sakamaki T., Ohtani E., Urakawa S., Suzuki A., Terasaki H., Katayama Y., Funakoshi K.
  • 学会等名: Global-Network symposium on Earth's Dynamics
  • 発表場所: poster, Sendai, Japan
  • 年月日: 2010-05-02
• [学会発表] Viscosity minimum of basaltic magma at high pressure (2010)
  • 著者名/発表者名: Suzuki A., Ohtani E., Ando R., Terasaki H., Sakamaki T., Funakoshi K.
  • 学会等名: Global-Network symposium on Earth's Dynamics
  • 発表場所: Sendai, Japan
  • 年月日: 2010-03-03
• [学会発表] Viscosity minimum oflunar high-Ti magma at high pressure and high temperature (2009)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, A., Ohtani E., Nishida, K., Terasaki, H., Tateyama, R., Shiraishi, R., Kikegawa, T.
  • 学会等名: International Conference on High Pressure Science and Technology (Joint AIRAPT-22 & HPCJ-50),30B18
  • 発表場所: Tokyo, Japan
  • 年月日: 2009-07-30
• [学会発表] Density and structure of basaltic magma under high pressure and high temperature (2009)
  • 著者名/発表者名: Sakamaki, T., Ohtani E., Urakawa, S., Suzuki, A., Terasaki, H., Katayama, Y., Funakoshi, K.
  • 学会等名: International Conference on High Pressure Science and Technology (Joint AIRAPT-22 & HPCJ-50),29P45
  • 発表場所: Tokyo, Japan
  • 年月日: 2009-07-29
• [図書] PF研究会「放射光高圧研究における実験技術の新展開-マルチアンビル型高圧装置を中心に-」 (2011)
  • 著者名/発表者名: 西田圭佑,大谷栄治,鈴木昭夫,立山隆二,寺崎英紀,亀卦川卓美
  • 総ページ数: 15-20
  • 出版者: X線イメージングを用いた高圧下における鉄合金メルトの密度測定
• [図書] PF研究会「放射光高圧研究における実験技術の新展開-マルチアンビル型高圧装置を中心に-」 (2011)
  • 著者名/発表者名: 西原遊,大内智博,川添貴章,Dirk Spengler,田阪美樹,平賀岳彦,亀卦川卓美,鈴木昭夫,大谷栄治
  • 総ページ数: 11-14
  • 出版者: 細粒カンラン石の高圧下でのレオロジー