第一原理電子状態計算法を用いた含水カンラン石高圧相の構造と振動特性に関する研究

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21740380
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 岩石・鉱物・鉱床学
• 研究機関: 愛媛大学
• 研究代表者: 土屋 旬 愛媛大学, 上級研究員センター, 講師 (00527608)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2010
• キーワード: 第一原理計算 / 振動特性 / カンラン石高圧相

研究概要

地球のマントル遷移層(深さ約410kmから660km)の主要構成鉱物であるカンラン石高圧相はその結晶構造中に水素を多量に含み得ることが、これまでの高圧実験により報告されている。地球内部の対流により地球表層の水がマントル遷移層まで運ばれ、カンラン石高圧相に貯蔵されている可能性がある。本研究はこのカンラン石高圧相が含む水素の位置や結合状態を結晶科学的見地より明らかにするため、第一原理電子状態計算と呼ばれるコンピューターシミュレーションを行い原子の振動特性を理論的に調べた。

研究成果

• [雑誌論文] Prediction of a hexagonal SiO2 phase affecting stabilities of MgSiO3 and CaSiO3 at multimegabar pressures (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Tsuchiya, J.Tsuchiya
  • 雑誌名: Proceedings of the National Academy of Science of the United States of America 108 ページ: 1252-1255
  • 査読あり
• [雑誌論文] First-principles prediction of a high-pressure hydrous phase of AlOOH (2011)
  • 著者名/発表者名: J.Tsuchiya, T.Tsuchiya
  • 雑誌名: Physical Review B 83 ページ: 541153
  • 査読あり
• [雑誌論文] Elastic, vibrational and thermodynamic properties of MgGeO3 post-perovskite investigated by first principles simulation (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Usui, J.Tsuchiya, T.Tsuchiya
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research 115 ページ: B03201
  • 査読あり
• [学会発表] Elasticity of serpentine: first principles investigation (2010)
  • 著者名/発表者名: J.Tsuchiya, T.Tsuchiya, Y.Usui, I.Katayama
  • 学会等名: The 20th general meeting of the international mineralogical association (IMA2010)
  • 発表場所: Budapest, HUNGARY.
  • 年月日: 20100825-20100827
• [学会発表] Elasticity of serpentine: first principls investigation (2009)
  • 著者名/発表者名: J.Tsuchiya, T.Tsuchiya, I.Katayama, Y.Usui
  • 学会等名: American Geophysical Union fall meeting
  • 発表場所: San Francisco, USA.
  • 年月日: 2009-12-15
• [学会発表] First principles exploration for hydrogen in the deep Earth's mantle (2009)
  • 著者名/発表者名: J.Tsuchiya, T.Tsuchiya
  • 学会等名: Hydrogen and water in condensed matter physics (HORIBA-ISSP11)
  • 発表場所: Chiba, JAPAN
  • 年月日: 2009-10-13
• [学会発表] First-principles investigations on the elastic properties of hydrous minerals under pressure (2009)
  • 著者名/発表者名: J.Tsuchiya, T.Tsuchiya
  • 学会等名: AIRAPT-22 HPCJ-50
  • 発表場所: Tokyo,JAPAN.
  • 年月日: 2009-07-28
• [学会発表] First-principles investigations on the elastic and vibrational properties of hydrous wadsleyite under pressure (2009)
  • 著者名/発表者名: J.Tsuchiya, T.Tsuchiya
  • 学会等名: Goldschmidt 2009
  • 発表場所: Davos, SWITZERLAND.
  • 年月日: 2009-06-24
• [学会発表] First principles investigation on hydrogen diffusivity in hydrous wadsleyite under high pressure (2009)
  • 著者名/発表者名: 土屋旬, 土屋卓久
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: 千葉
  • 年月日: 2009-05-18