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2015 年度 実績報告書

地球深部物質の超高圧下における熱物性測定

研究課題

研究課題/領域番号 24540461
研究機関独立行政法人国立科学博物館

研究代表者

大迫 正弘  独立行政法人国立科学博物館, その他部局等, 名誉研究員 (60132693)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2016-03-31
キーワード地球深部物質 / 熱伝導率 / 熱拡散率 / 高圧力 / 川井型装置
研究実績の概要

川井型装置を用いて高圧下の熱伝導率と熱拡散率の測定実験を継続した。8面体圧力媒体の1辺の長さ14 mm、アンビルの切り落とし長さ7 mmとした。この大きさの圧力媒体とアンビルでもって18 GPaを超え25 GPa付近までの圧力での測定が可能と考えられる。ほぼ毎回起きていた超硬アンビルの破損は、加圧プレスを別のものへの切り替えで避けることができた。プレスの相対する面の平行度の問題であろう。ただし現時点では目標としていたマントルの遷移層の高圧鉱物(ウォズレアイト、リングウダイト、メジャライト、ブリジマナイト)の測定には至っていない。
また、カンラン石とガンカ輝石の測定を行った。カンラン石では加圧の途中でその高圧相に相転移させそのまま測定できるかどうかを試みることを目的にした。輝石については、ヒスイ輝石-透輝石系の測定結果は得ていたものの、上部マントルの重要なMg-Fe系輝石のデータが欠けているので、ガンカ輝石の単結晶を用いて実験をした。カンラン石では、これまでの結果とくらべて熱拡散率の圧力依存性が小さすぎ、熱伝導率の値はやや大きく出た。ガンカ輝石については常圧での既存値から推定して値が大きすぎるのではないかという結果であった。また、両者とも測定値の暴れが大きい。要因として、試料の熱時定数が小さくなれば時間軸上でパルス加熱点に近づいたデータを使うことになり、パルス電流の誘導が測定値に響いてくることが考えられる。現行の測定回路装置を用いては、一概に熱伝導の大きい高圧鉱物の測定が難しくなると思われる。パルスからの誘導を大幅に減らすなど測定装置の改良が必要である。
本平面加熱非定常法は、高圧での地球深部物質の熱伝導測定について信頼できる方法として確立したものと思われる。今後は国内外に共同研究者の範囲を広げ、前述の高圧鉱物をおのおの分担して測定を進めて行くことになろう。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2016 2015

すべて 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件)

  • [学会発表] Thermal conductivity and thermal diffusivity measurement of mantle minerals by the pulse heating method in the Kawai apparatus2016

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Osako, Akira Yoneda
    • 学会等名
      MISASA VI “Frontiers in Earth and Planetary Materials Research: Origin, Evolution and Dynamics”
    • 発表場所
      ブランナール三朝(鳥取県東伯郡三朝町三朝)
    • 年月日
      2016-03-09
    • 国際学会
  • [学会発表] パルス加熱法による20 GPaまでの圧力でのマントル鉱物の熱伝導率と熱拡散率の測定2015

    • 著者名/発表者名
      大迫正弘、米田明
    • 学会等名
      第56回高圧討論会
    • 発表場所
      JMSアステールプラザ(広島県広島市中区加古町)
    • 年月日
      2015-11-12
  • [学会発表] 遷移層から下部マントルに至る圧力でのマントル鉱物の熱伝導測定2015

    • 著者名/発表者名
      大迫正弘、米田明
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2015年大会
    • 発表場所
      幕張メッセ国際会議場(千葉県千葉市美浜区中瀬)
    • 年月日
      2015-05-26

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公開日: 2017-01-06  

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