2019 Fiscal Year Annual Research Report
Creation of the best model of the Earth's core
Project/Area Number |
15H05748
|
Research Institution | Tohoku University |
Principal Investigator |
大谷 栄治 東北大学, 理学研究科, 学術研究員 (60136306)
|
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
坂巻 竜也 東北大学, 理学研究科, 助教 (30630769)
平尾 直久 公益財団法人高輝度光科学研究センター, 利用研究促進部門, 研究員 (70374915)
福井 宏之 兵庫県立大学, 物質理学研究科, 助教 (90397901)
宮原 正明 広島大学, 理学研究科, 准教授 (90400241)
|
Project Period (FY) |
2015-05-29 – 2020-03-31
|
Keywords | 地球核 / 軽元素 / 相平衡 / 放射光 / 高温高圧 / 音速 / 状態方程式 / 磁性 |
Outline of Annual Research Achievements |
本研究では,相平衡実験・元素分配実験,放射光X線非弾性散乱法による音速測定,放射光メスバウア分光法,中性子回折法などを用いて,高温高圧下において鉄・軽元素合金の相関係・元素分配関係,密度・音速・磁性などの物性を解明した,それにもとづいて,地球核は鉄ニッケルともに,ケイ素,酸素,硫黄,水素が軽元素の候補として有力であること,また,内核と外核は軽元素の存在度が異なり,ケイ素が固体の内核の主要な軽元素であることが明らかになった.さらに, FeNi系およびFeNiSi系の高温高圧相平衡実験にもとづいて,内核はこれまで有力であったhcp構造相のみではなく,hcp構造相とbcc構造に類似のB2構造相の混合物からなるという地球核のモデルを構築した.このモデルは,これまで説明が困難であった内核の特徴である低い横波速度や大きなポアソン比を説明できる. この研究によって,超高圧高温実験と放射光X線・中性子線を用いた測定方法の技術開発を行いつつ,地球核を構成する物質の諸物性を解明し,上記のような地球核の新たなモデルを構築した.これによって,地球型惑星の構造とその形成過程の理解を増進した.さらに,本研究において開発された実験方法は,関連する物理学・材料科学分野において使用されるなど,地球惑星科学のみならず,広く物性科学,材料科学分野においても貢献をした.
|
Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
|
Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
|
Research Products
(22 results)
-
-
-
[Journal Article] Phase and melting relations of Fe3C to 300 GPa and carbon in the core, Carbon in Earth’s Interior2020
Author(s)
Takahashi, S., Ohtani, E., Sakai, T., Kamada, S., Ozawa, S., Sakamaki, T., Miyahara, M., Ito, Y., Hirao, N., Ohishi, Y.
-
Journal Title
Geophysical Monograph 249, First Edition
Volume: 249
Pages: 25-36
DOI
Peer Reviewed
-
[Journal Article] New developments in high-pressure X-ray diffraction beamline for diamond anvil cell at SPring-82020
Author(s)
Hirao, N., Kawaguchi-Imada, S., Hirose, K., Shimizu, K., Ohtani, E., Ohishi, Y.
-
Journal Title
Matter and Radiation at Extremes
Volume: 5
Pages: 018403
DOI
Peer Reviewed
-
[Journal Article] Thermal equation of state of Fe3C to 327 GPa and carbon in the core2019
Author(s)
Takahashi, S., Ohtani, E., Ikuta, D., Kamada, S., Sakamaki, T., Hirao, N., Ohishi, Y.
-
Journal Title
Minerals
Volume: 9
Pages: 744
DOI
Peer Reviewed / Open Access
-
[Journal Article] Interstitial hydrogen atoms in face-centered cubic iron in the Earth’s core2019
Author(s)
Ikuta, D., Ohtani, E., Sano-Furukawa, A., Shibazaki, Y., Terasaki, H., Yuan, L., Hattori, T.
-
Journal Title
Scientific Reports
Volume: 9
Pages: 7108
DOI
Peer Reviewed / Open Access
-
[Journal Article] Sound velocity of Fe3C at high pressure and high temperature determined by inelastic X-ray scattering2019
Author(s)
Takahashi, S., Ohtani, E., Sakamaki, T., Kamada, S., Fukui, H., Tsutsui, S., Uchiyama, H., Ishikawa, D., Hirao, N., Ohishi, Y., Baron, A. Q. R.
-
Journal Title
Comptes Rendus Geoscience
Volume: 351
Pages: 190-196
DOI
Peer Reviewed / Open Access
-
[Journal Article] Stability of Fe-bearing hydrous phases and element partitioning in the system MgO-Al2O3-Fe2O-SiO2-H2O in Earth's lowermost mantle2019
Author(s)
Yuan, H., Zhang, L., Ohtani, E., Meng, Y., Greenberg, E., Prakapenka, V.B.
-
Journal Title
Earth and Planetary Science Letters
Volume: 524
Pages: 115714
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
-
-
[Presentation] Inelastic x-ray scattering at extreme conditions and its geophysical applications2019
Author(s)
Ohtani, E., Sakamaki, T., Fukui, H., Ikuta, D., Ishikawa, D., Uchiyama, H., Tsutsui, S., Baron, A. Q. R.
Organizer
11th International Conference on Inelastic X-ray Scattering (IXS2019)
Int'l Joint Research / Invited
-
[Presentation] Composition of the Earth’s Inner Core Inferred from the Sound Velocity Measurement of Iron-Nickel Alloy at High Pressure and High Temperature2019
Author(s)
Sakamaki, T., Ohtani, E., Fukui, H., Kamada, S., Tsutsui, S., Uchiyama, H., Baron, A. Q. R.
Organizer
Goldschmidt conference 2019
Int'l Joint Research
-
[Presentation] Sound velocity measurement of Fe-Ni-Si alloys at high pressure and high temperature2019
Author(s)
Ikuta, D., Ohtani, E., Sakamaki, T., Fukui, H., Uchiyama, H., Tsutsui, S., Baron, A. Q. R
Organizer
第60回高圧討論会
-
-
-
[Presentation] P-wave velocity of Fe3S under high pressure and temperature2019
Author(s)
Kamada, S., Terasaki, H., Fukui, H., Sakamaki, T., Uchiyama, H., Tsutsui, S., Ohtani, E., Baron, A. Q. R.
Organizer
JpGU Meeting 2019
Int'l Joint Research
-
-
-
-
-
-
-