南極深層氷の結晶構造に関する研究

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12440077
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 本堂 武夫 北海道大学, 低温科学研究所, 教授 (60109494)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 深澤 倫子 日本学術振興会, 特別研究員 ; 堀 彰 北海道大学, 低温科学研究所, 助手 (60280856) ; 成田 英器 北海道大学, 低温科学研究所, 助教授 (20001662)
• Keywords: 氷床コア / 結晶構造 / プロトン配置 / X線回折 / 氷 / 秩序無秩序転移

Research Abstract

本研究の目的は、氷床深層部の氷が、実験室の氷と本質的に異なる構造をもつのか、という物性物理学上の問題を解決することにある。すなわち、南極やグリーランドの深層氷が、プロトン秩序氷の特徴をもっているという日本の研究チームの発見が、いかなる結晶構造によるものかを明らかにする。
これまでのところ、氷結晶の格子定数には、実験室の氷と氷床氷とでは大きな違いはないが、氷床氷の結晶組織は実験室氷とはまったく異なることが明らかになっている。結晶の完全性を示すロッキング・カーブの幅は、実験室氷の10倍以上もあり、結晶性の低さを示しているが、場所によって大幅に違うことも明らかになった。光学的に大きな結晶であっても、X線的にはわずかに方位の異なる微結晶の集合体であるが、この微結晶すなわち転位壁である小角粒界の分布が不均一であることが、氷床氷の特徴である。この原因は、塑性変形にあることは明らかであるが、結晶構造にいかなる影響を与えるかという点はまだ分かっていない。不均一な歪みが実験室氷とは違う結晶構造をもたらす可能性はある。
微粒子やクラスレート・ハイドレート等の介在物の分布が上記の小角粒界の分布および結晶構造に与える影響に関しては、まず可視光領域での透過光および散乱光の分光測定によって、その分布と上記組織との関係を調べている。また、X線散漫散乱等の測定を測定場所を変えて、自動的に測定するための装置改良を終えたので、結晶構造のわずかな相違の検出を行なう。

Research Products

• [Publications] T.Hondoh: "Nature and behavior of dislocations in ice, Physics of Ice Core Records, Edited by T. Hondoh"Hokkaido University Press. 3-24 (2000)
• [Publications] N.Azuma et al.: "Crystallographic analysis of the Dome Fuji ice core, Physics of Ice Core Records, Edited by T. Hondoh"Hokkaido University Press. 456-61 (2000)