高圧中性子トモグラフィー法の開発:マントル中におけるフルイドの三次元分布の解明

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23654181
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 岩石・鉱物・鉱床学
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 寺崎 英紀 大阪大学, 大学院・理学研究科, 准教授 (50374898)
• 連携研究者: 井上 徹 愛媛大学, 地球内部ダイナミクス研究センター, 教授 (00291500)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• キーワード: マグマ / 火成岩

研究概要

本課題では、マントル鉱物中のH2Oフルイド三次元分布のその場観察を目指して、中性子線を用いた高圧トモグラフィー測定技術の開発を行った。トモグラフィー測定用に新たに製作した加熱・加圧機構を小型プレス導入した。またJ-PARC中性子施設において中性子イメージングの光学系セットアップの最適化を行い、試料種類・サイズによるイメージ変化についても調べた。以上の最適化したセットアップを用いて、含水鉱物と無水鉱物試料を用いた中性子トモグラフィー測定をおこなった。以上より高温高圧下における中性子イメージングおよびトモグラフィー測定が可能となった。

研究成果

• [雑誌論文] Stability of Fe-Ni hydride after the reaction between Fe-Ni alloy and hydrous phase (δ-AlOOH) up to 1.2 Mbar: Possibility of H contribution to the core density deficit (2012)
  • 著者名/発表者名: Terasaki, H., E. Ohtani, T. Sakai, S. Kamada, H. Asanuma, Y. Shibazaki, N. Hirao, N. Sata, Y. Ohishi, A. Suzuki, K. Funakoshi
  • 雑誌名: Physics of 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] Melting relation of FeS-H system under high pressure: Implications for the core of Ganymede (2012)
  • 著者名/発表者名: Shibazaki, Y., Ohtani, E., Terasaki, H.
  • 雑誌名: SPring-8 Research Frontiers 巻: 2011 ページ: 102-103
• [雑誌論文] 高温高圧下におけるFeSiおよびFeS合金の水素化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 寺崎英紀、柴崎裕樹
  • 雑誌名: 高圧力の科学と技術 巻: 21(3) ページ: 197-205
  • DOI: DOI:10.4131/jshpreview.21.197
  • 査読あり
• [雑誌論文] Density of carbonated peridotite magma at high pressure using an X-ray absorption method (2011)
  • 著者名/発表者名: Sakamaki, T., E. Ohtani, S. Urakawa, H. Terasaki, Y. Katayama
  • 雑誌名: American Mineralogist 巻: 96 ページ: 553-557
  • DOI: DOI:10.2138/am.2011.3577
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of hydrogen on melting temperature of FeS at high pressure: Implications for core of Ganymede (2011)
  • 著者名/発表者名: Shibazaki, Y., E. Ohtani, H. Terasaki, R. Tateyama, T. Sakamaki, K. Funakoshi
  • 雑誌名: Earth and Planetary Science Letters 巻: 301 ページ: 153-158
  • DOI: DOI:10.1016/j.epsl.2010.10.033
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hydrogenation of FeSi under high pressure (2011)
  • 著者名/発表者名: Terasaki, H., Y. Shibazaki, T. Sakamaki, R. Tateyama, E. Ohtani, K. Funakoshi, Y. Higo
  • 雑誌名: American Mineralogist 巻: 96 ページ: 93-99
  • DOI: DOI:10.2138/am.2011.3628
  • 査読あり
• [学会発表] Iron alloy-water reaction and light elements in the Earth's core (2013)
  • 著者名/発表者名: Kondo, T., Yamashita, T., Yoshida, Y., Ishida, Y., Terasaki, H., Kikegawa, T.
  • 学会等名: Workshop on Approach to the centre of the Earth
  • 発表場所: Sendai
  • 年月日: 20130220-22
• [学会発表] Transport of water and hydrogen into the lower mantle and core (2012)
  • 著者名/発表者名: Ohtani E., Ohira I., Terasaki H.
  • 学会等名: AGU Fall meeting 2012
  • 発表場所: San Francisco
  • 年月日: 20121203-07
• [学会発表] 高温高圧下における液体の密度・音速同時測定法の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 寺崎英紀、西田圭佑、浦川啓、上杉健太朗、星野真人、田窪勇作、桑原荘馬、近藤忠、河野義生
  • 学会等名: 第53回高圧討論会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 20121107-09
• [学会発表] 高温高圧下における放射光を用いた複合測定 (2012)
  • 著者名/発表者名: 近藤忠、寺崎英紀、亀卦川卓美、張小威、中尾裕則
  • 学会等名: 第53回高圧討論会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 20121107-09
• [学会発表] Permeability of core-forming melt in asteroids based on in situ X-ray tomography (2012)
  • 著者名/発表者名: Terasaki H., Urakawa S., Uesugi K., Ohtani E.
  • 学会等名: G-COE International Symposium "Achievements of G-COE Program for Earth and Planetary Dynamics and the Future Perspective
  • 発表場所: Sendai
  • 年月日: 20120925-28
• [学会発表] 地球深部研究に向けた高圧物性測定の進展 (2012)
  • 著者名/発表者名: 西原遊、寺崎英紀
  • 学会等名: Spring-8シンポジウム2012
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 20120925-26
• [学会発表] 放射光X線回折法およびスペクトロスコピーを併用した地球中心部の総合的解明 (2012)
  • 著者名/発表者名: 増野いづみ、大谷栄治、境毅、寺崎英紀、村上元彦、平尾直久、大石泰生
  • 学会等名: Spring-8シンポジウム2012
  • 発表場所: 大 阪
  • 年月日: 20120825-26
• [学会発表] Stability of high Pressure Hydrous Delta-phase and its Roles under the Lower Mantle Conditions (2012)
  • 著者名/発表者名: Ohtani E., Ohira I., Sakai T., Terasaki H., Hirao N.
  • 学会等名: Asia Oceania Geoscience Society (AOGS) -AGU(WPGM) Joint Assembly
  • 発表場所: Singapore
  • 年月日: 20120813-17
• [学会発表] Hydrogen solubility into Fe-C and Fe-Si alloys at high pressure (2012)
  • 著者名/発表者名: Terasaki H., Shibazaki Y., Nishida K., Takahashi S., Ishii M., Ohtani E., Higo Y.
  • 学会等名: Japan Geoscience Union Meeting 2012
  • 発表場所: Chiba
  • 年月日: 20120520-25
• [学会発表] Neutron Camera Installed in BL11 "PLANET" Beamline in J-PARC (2012)
  • 著者名/発表者名: Inoue, T., Arima, H., Terasaki, H., Hattori, T., Sano, A
  • 学会等名: Japan Geoscience Union Meeting 2012
  • 発表場所: Chiba
  • 年月日: 20120520-25
• [学会発表] Droplet size of liquid Fe-alloy in terrestrial magma ocean (2012)
  • 著者名/発表者名: Terasaki H., Urakawa S., Rubie DC., Funakoshi K., Sakamaki T., Shibazaki Y., Ozawa S., Ohtani E.
  • 学会等名: Joint symposium of Misasa-2012 and Geofluid-2
  • 発表場所: Blanc Art Misasa, Tottori.
  • 年月日: 20120318-21
• [学会発表] Boundary pressure of inter-connection of Fe-Ni-S melt in olivine based on in-situ X-ray tomography: Implication to core formation in asteroids (2011)
  • 著者名/発表者名: Terasaki H., Urakawa S., Uesugi K., Nakatsuka A., Funakoshi K., Ohtani E.
  • 学会等名: AGU Fall Meeting
  • 発表場所: San Francisco, USA.
  • 年月日: 20111205-09
• [学会発表] 高温高圧CT測定によるFe-Ni-S融体の浸透特性に対する圧力・組成の効果 (2011)
  • 著者名/発表者名: 寺崎英紀,浦川啓,上杉健太朗,中塚明日美,舟越賢一,大谷栄治
  • 学会等名: 第52回高圧討論会
  • 発表場所: 沖縄キリスト教学院、沖縄
  • 年月日: 20111109-11
• [学会発表] Fate of water in the deep Earth interior (2011)
  • 著者名/発表者名: Terasaki H.
  • 学会等名: 日独先端科学シンポジウム
  • 発表場所: ホテルニューオータニ、東京
  • 年月日: 20111028-30
• [学会発表] 高圧X線マイクロCTを用いた吸収密度測定 (2011)
  • 著者名/発表者名: 中塚明日美,浦川啓,寺崎英紀,舟越賢一,上杉健太朗
  • 学会等名: 日本地質学会第118年学術大会・日本鉱物科学会2011年年会合同学術大会
  • 発表場所: 茨城大学、茨城
  • 年月日: 20110909-11
• [学会発表] Magma studies towards pulse neutron utility (2011)
  • 著者名/発表者名: Inoue T., Urakawa S., Ohtaka O., Suzuki A., Mibe K., Terasaki H., Yamada A., Arima H.
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2011年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ、千葉.
  • 年月日: 20110522-27
• [学会発表] Carbon in Planetary cores (2011)
  • 著者名/発表者名: Ohtani E., Takahashi S., Shimoyama Y., Terasaki H., Suzuki A
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2011年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ、千葉.
  • 年月日: 20110522-27