Support of Core-Mantle Interaction and Co-evolution

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project Area: Interaction and Coevolution of the Core and Mantle: Toward Integrated Deep Earth Science
• Project/Area Number: 15H05826
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: Ehime University
• Principal Investigator: TSUCHIYA Taku 愛媛大学, 地球深部ダイナミクス研究センター, 教授 (70403863)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 芳野 極 岡山大学, 惑星物質研究所, 教授 (30423338) ; 鈴木 昭夫 東北大学, 理学研究科, 准教授 (20281975) ; 入舩 徹男 愛媛大学, 地球深部ダイナミクス研究センター, 教授 (80193704) ; 鈴木 勝彦 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海洋機能利用部門(海底資源センター), センター長 (70251329) ; M Satish‐Kumar 新潟大学, 自然科学系, 教授 (50313929) ; 田中 聡 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海域地震火山部門(火山・地球内部研究センター), グループリーダー (60281961) ; 田中 宏幸 東京大学, 地震研究所, 教授 (20503858) ; 鍵 裕之 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (70233666)
• Project Period (FY): 2015-06-29 – 2020-03-31
• Keywords: 核－マントル相互作用 / 核－マントル共進化 / 高圧地球科学 / 地球化学 / グローバル地震学

Outline of Final Research Achievements

This study controlled an interdisciplinary research project on the physical and chemical interactions between Earth's core and mantle, where scientists from mineral physics, geochemistry, solid geophysics, and particle physics have collaborated together. Many remarkable outputs including elucidations of the average lower mantle composition, the energy transport from the core to the mantle, the amount of heat source in the mantle, and a discovery of a new dense hydrous mineral stable down to the core-mantle boundary pressure, and a location estimation of primordial chemical reservoirs have been obtained and published in high-impact international journals including Nature. In this project, international symposiums and schools were organized to promote international collaborations and to train young researchers powerfully. The research outcomes were also disseminated to the public actively through outreach including web sites, press releases, activity reports, public lectures, and SNS.

Free Research Field

鉱物物性理論

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

地球内部科学における未解決の重要問題は、核とマントルを結合系としてとらえ、その相互作用を明らかにすることにより初めて解明が可能となる。本研究では、鉱物物理学、地球化学、固体地球物理学、素粒子物理学に属する我が国のトップレベルの研究者が協働し学際研究を実施することで、新しい地球深部科学の創成に取り組んだ。より精密な観測データを取得し、高温高圧その場観察実験や第一原理計算から得られる高精度データを用いて解釈したことにより、核－マントルの熱物理的相互作用や化学的相互作用に関し、数々の革新的な知見を得ることに成功し、核－マントル結合系のダイナミクスや熱化学進化の理解を大きく進展させた。