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2014 年度 実施状況報告書

ゼロ次元応力源を利用した鉱物の弾性特性測定法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 26610136
研究機関北海道大学

研究代表者

山本 順司  北海道大学, 学内共同利用施設等, 准教授 (60378536)

研究分担者 石橋 秀巳  静岡大学, 理学(系)研究科(研究院), 講師 (70456854)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード弾性定数 / 流体包有物 / マントル捕獲岩
研究実績の概要

本研究では,流体包有物をゼロ次元の応力源として利用する鉱物の弾性特性測定法の開発に挑んだ.
地球内部を探る手法の中で地震波トモグラフィーは傑出した存在感を示しつつあり,その解釈に 必要な鉱物の弾性特性の重要性も増しつつある.しかし,既存の弾性特性には問題がある.鉱物 の弾性特性は化学組成に強く依存するにも関わらず,天然鉱物から得た値は少なく,しかも測定 値の有効数字は2桁程度である.地震波速度構造の精密な解釈には鉱物の弾性特性の精度・確度 を共に高める必要があろう.そこで本研究では,微小な天然鉱物でも精度良く鉱物の弾性特性を 測定できる新たな手法の開発に挑んだ.
平成26年度に計画していた主な作業は「低圧力に対応できるアンビルセルの構築」および「流体密度測定精度の向上作業」である.流体包有物を持つ鉱物をアンビルセル中に封入し,加熱すると,流体包有物の内圧を上昇させ ることができる.また,鉱物の外圧はアンビ ルセルを構築することで制御できる.これにより, 鉱物内外の圧力を自在に制御できるようになるた め,鉱物を様々な条件で弾性変形させることが可能 になる.上記の用途に耐え得るアンビルセルとして,様々な素材および加熱機構を検討したところ,サファイア製アンビルセルと熱風式加熱機構の組み合わせにたどり着いた.現在,この機能を有するセルを設計中である.また,「流体密度測定精度の向上作業」については,予定通りの成果を出すことができ,顕微ラマン分光分析による二酸化炭素流体密度測定では世界最高精度を得ることに成功した.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

平成26年度中にアンビルセルを導入する予定であったが,加熱機構の検討に時間を要したため,導入時期は平成27年度にずれ込んでしまった.ただし,アンビルセルを用いる研究分野では世界初の加熱機構を試すことになるため,想定以上の成果が得られる可能性が出てきた.
流体密度測定精度の向上作業においては予想通りの成果が得られており,レター誌ではあるが,既に査読論文を公表するに至った.

今後の研究の推進方策

研究代表者の所属部局(北海道大学総合博物館)で耐震改修工事が行われており,実験作業室の移転等が避けられない状況である.その影響は少なからず出ると思われるが,当初の予定に沿って課題を遂行できるよう努める.

次年度使用額が生じた理由

平成26年度に導入予定であったアンビルセル(およそ100万円)の設計が遅れたため.

次年度使用額の使用計画

平成26年度に導入予定であったアンビルセル(およそ100万円)を平成27年度に導入する.

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2014

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 謝辞記載あり 5件) 学会発表 (2件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Thermoluminescence age of quartz xenocrysts in basaltic lava from Oninomi monogenetic volcano, northern Kyushu, Japan2014

    • 著者名/発表者名
      Shitaoka Y., Miyoshi M., Yamamoto J., Shibata T., Nagatomo T. and Takemura K.
    • 雑誌名

      Geochronometria

      巻: 41 ページ: 30-35

    • DOI

      10.2478/s13386-013-0144-3

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Evolution of carbon dioxide-bearing saline fluids in the mantle wedge beneath the Northeast Japan arc2014

    • 著者名/発表者名
      Kumagai Y., Kawamoto T. and Yamamoto J.
    • 雑誌名

      Contributions to Mineralogy and Petrology

      巻: 168 ページ: 1-13

    • DOI

      10.1007/s00410-014-1056-9

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Improvement of Raman spectroscopic densimetry for carbon dioxide fluid2014

    • 著者名/発表者名
      Takahata K., Torimoto J. and Yamamoto J.
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 43 ページ: 1924-1925

    • DOI

      10.1246/cl.140782

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Melt-rich lithosphere-asthenosphere boundary inferred from petit-spot volcanoes2014

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto J., Korenaga J., Hirano N. and Kagi H.
    • 雑誌名

      Geology

      巻: 42 ページ: 967-970

    • DOI

      10.1130/G35944.1

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 火山を主眼とする環境学習の有効性と課題ー活動する火山が在る地域と無い地域での実践比較2014

    • 著者名/発表者名
      下岡順直,本庄眞,渡辺克裕,河原真菜,山本順司,三好雅也,中野英之,平賀章三,竹村恵二
    • 雑誌名

      環境教育

      巻: 24 ページ: 85-91

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] マントルウェッジ由来捕獲岩の窒素・希ガス同位体組成2014

    • 著者名/発表者名
      山本順司,高畑直人,佐野有司,荒井章司,Vladimir S. Prikhod'ko
    • 学会等名
      質量分析学会同位体比部会
    • 発表場所
      茨城県つくば市(筑波山温泉旅館 彩香の宿 一望)
    • 年月日
      2014-11-27 – 2014-11-27
  • [学会発表] 地球の化学的層構造と材料隕石2014

    • 著者名/発表者名
      山本順司
    • 学会等名
      質量分析学会同位体比部会
    • 発表場所
      茨城県つくば市(筑波山温泉旅館 彩香の宿 一望)
    • 年月日
      2014-11-26 – 2014-11-26
    • 招待講演

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公開日: 2016-05-27  

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