Crystal elasticity of mantle mineral towards understanding seismic anistropy

2019 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 15H02128
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Solid earth and planetary physics
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: Yoneda Akira 岡山大学, 惑星物質研究所, 客員研究員 (10262841)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 辻野 典秀 岡山大学, 惑星物質研究所, 助手 (20633093) ; 芳野 極 岡山大学, 惑星物質研究所, 教授 (30423338) ; 山崎 大輔 岡山大学, 惑星物質研究所, 准教授 (90346693) ; 福井 宏之 兵庫県立大学, 物質理学研究科, 助教 (90397901)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: GHz音速法 / マントル / 非弾性X線散乱 / 圧力スケール

Outline of Final Research Achievements

On inelastic X-ray scattering experiment (IXS), we published the measurement results of Au and Pt in international papers. These were constituted only using the bulk modulus obtained by IXS and the X ray lattice constant data measured at the same time; thus they are recognized as the primary pressure scale. After that, we succeeded in measuring the single crystal elasticity of NaCl up to 20 GPa and Ta up to ~33 GPa.
On the other hand, on the GHz sound velocity method, it took long time to acquire the signal from the DAC sample. However by introducing ammonia coating, metal coupler, devising new DAC support, and developing S-wave buffer rod, the simultaneous P-wave and S-wave of the iron sample was finally obtained at 2 GPa.

Free Research Field

固体地球科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

成果の第一は、ブリッジマナイトの結晶弾性をマントル深部条件まで測定し、地震学で観測されているLLSVP異常域の成因を解明したことである。また、そこから派生したテーマが、Ｘ線非弾性散乱法とX線回折を組み合わせて圧力スケールの構築法を提案である、実際にAuとPtに基づく圧力スケールを提案したことである。
GHz音速法では、基礎的開発が完了し、データを取得できるころまで進展させた。今後多くの研究機関（岡山大、大阪大、東北大等）を巻き込んだ活発な研究の進展が期待できる。
期間中の半導体ダイヤモンドヒーターの開発という成果を上げることができた。今まで活用してきた有限要素法についてに啓蒙活動も実施した。