2022 Fiscal Year Annual Research Report
Experimental study on syn-deformational reaction processes at high pressures: Implications for slab weakening and deep earthquakes
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18H05232
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
久保 友明 九州大学, 理学研究院, 教授 (40312540)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
肥後 祐司 公益財団法人高輝度光科学研究センター, 回折・散乱推進室, 主幹研究員 (10423435)
鈴木 昭夫 東北大学, 理学研究科, 准教授 (20281975)
坪川 祐美子 九州大学, 理学研究院, 助教 (40824280)
金嶋 聰 九州大学, 理学研究院, 教授 (80202018)
宮原 正明 広島大学, 先進理工系科学研究科(理), 准教授 (90400241)
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| Project Period (FY) |
2018-06-11 – 2023-03-31
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| Keywords | 地球内部物質 / 相転移 / 変形破壊 / 高温高圧 / 放射光 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題で独自に確立した、マルチアンビル型高圧変形装置と放射光および多端子AE測定の組み合わせによる、下部マントル最上部条件までの変形と相転移の相互作用現象のその場観察手法を駆使し、深部プレートの変形局所化、せん断不安定化、軟化現象に関する実験研究を進めた。深発地震発生頻度が最大となるマントル遷移層下部の圧力20GPa付近で、オリビン－スピネル相転移が誘起するせん断不安定化プロセスを確立した。それは差応力場での特異な相転移機構（インコヒーレントなナノ粒子が粒内核生成し超塑性する）がトリガーとなり、潜熱と摩擦熱の正のフィードバックが作用する相転移断層モデルである。それにより実験室のせん断不安定化現象およびスラブで起こっている深発地震ともに、その温度条件を説明することが可能である。またポストスピネル相転移では、従来の超塑性軟化説を下部マントル条件で実証するとともに、フェロペリクレイスやアキモトアイトが下部マントルスラブの軟化に重要な役割を果たしていることを新たに見出した。衝撃変成隕石での変形-相転移プロセスの微細組織観察も系統的に進められ、それは変形-相転移実験の結果の解釈にも不可欠なものである。
また海洋地殻玄武岩(MORB)や花崗岩物質等の化学的不均質成分、および遷移層高圧含水鉱物の脱水が、深部スラブのレオロジーに与える影響を検討した。特に遷移層MORBの強度についてCaペロブスカイト析出（ポストガーネット相転移）の効果も含めて明らかにできたことが重要である。それにより上下マントル境界におけるMORBとスラブカンラン岩層の粘性コントラストを直接的な実験研究から議論することが可能となり、スラブの滞留やMORBのプレート本体からの剥離に関して、それぞれの岩石の相転移を考慮した新しい概念を見出した。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(16 results)
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[Presentation] Slickenside as a record of shock metamorphism on asteroid Ryugu2022
Author(s)
M. Miyahara, T. Noguchi, T. Matsumoto, N. Tomioka, A. Miyake, Y. Igami, Y. Seto, T. Nakamura, H. Yurimoto, R. Okazaki, H. Yabuta, H. Naraoka, S. Tachibana, S. Watanabe, Y. Tsuda, and the Hayabusa2 Initial Analysis “Sand” Team.
Organizer
The Hayabusa symposium 2022
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