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2016 年度 研究成果報告書

下部マントル鉱物の熱弾性特性及び熱伝導特性に対する鉄固溶効果の解明

研究課題

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研究課題/領域番号 26287137
研究種目

基盤研究(B)

配分区分一部基金
応募区分一般
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 卓久  愛媛大学, 地球深部ダイナミクス研究センター, 教授 (70403863)

研究分担者 土屋 旬  愛媛大学, 地球深部ダイナミクス研究センター, 准教授 (00527608)
出倉 春彦  愛媛大学, 地球深部ダイナミクス研究センター, 助教 (90700146)
連携研究者 出倉 春彦  愛媛大学, 地球深部ダイナミクス研究センター, 講師 (90700146)
研究協力者 長谷 淳史  
市川 浩樹  
WANG Xianlong  
XIONG Zhihua  
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード第一原理計算 / 熱弾性特性 / 熱伝導特性 / 鉄固溶効果 / 下部マントル / 含水鉱物
研究成果の概要

調和及び非調和格子動力学法と内部無撞着DFT+U法を組み合わせた独自の手法を開発し、鉄やアルミニウムを含むブリッジマナイト、フェロペリクレース(Fp)、ポスト・ペロブスカイトの高温高圧弾性特性及び熱伝導特性を計算した。その結果、パイロライト組成が最も良く下部マントルの観測値を再現することや、Fpは他に比べ数倍大きな熱伝導率を持つことを見出した。同様の手法を水酸化鉄に適用した結果、パイライト型構造を持つ新たな高圧含水物質を発見した。これらは上下部マントルが一体となって運動すること、地表から沈み込んだ水がマントル最下部まで運ばれ得ることを示唆しており、本研究により地球深部の新たな描像が提案された。

自由記述の分野

鉱物物性理論

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公開日: 2018-03-22  

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