メージャライト、リングウッダイト粘性コントラストの解明

2009 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20740307
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 西原 遊 Ehime University, 上級研究員センター, 上級研究員 (10397036)
• Keywords: マントル遷移層 / 高圧変形実験 / 流動特性 / レオロジー / せん断変形 / メージャライト / リングウッダイト / X線その場観察

Research Abstract

放射光施設SPing-8に設置されている高圧発生装置SPEED-1500とこれに前年度にセットアップした2次元X線回折測定のための光学系を組み合わせて用いて、高温高圧条件でのカンラン石の応力緩和挙動を定量的に測定した。この結果、カンラン石の比較的低温(<800℃)でのレオロジーは正の活性化体積を持つことが示された。このことからカンラン石によって構成される400km以浅の上部マントルでは、沈み込むスラブの受ける粘性抵抗が深さとともに増大することが示唆される。以上の結果は、地球惑星科学連合大会(2009/05,幕張)AIRAPT-22(2009/07,東京)で口頭発表された。また、Physics of the Earth and Planetary Interiors誌に投稿中である。
上記の研究と平行して、メージャライトの化学反応のカイネティクス、マントル遷移層条件での粘性の決定技術の開発を進め、それぞれ予察的な結果を得ている。メージャライトの減圧分解反応は非平衡組成を持つざくろ石と単斜輝石の形成によって始まり、その後のざくろ石中の元素拡散によって進行するらしい。また、愛媛大学におけるDIA型変形装置よる実験では精密な加圧方式の採用により最高20GPa,2000Kの高温高圧条件での変形実験が可能となった。マントル遷移層での粘性流動を定量的に解明するための道具をそろえることができたと考えられる。

Research Products

• [Journal Article] Pressure generation to 25 GPa using a cubic anvil apparatus with a multi-anvil 6-6 assembly (2010)
  • Author(s): Takaaki Kawazoe, Norimasa Nishiyama, Yu Nishihara, Tetsuo Irifune
  • Journal Title: High Pressure Research 30 Pages: 167-174
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Stress measurement under high-pressure using Kawai-type multi-anvil apparatus combined with synchrotron radiation (2009)
  • Author(s): Yu Nishihara, Ken-ichi Funakoshi, Yuji Higo, Hidenori Terasaki, Norimasa Nishiyama, Tomoaki Kubo, Akira Shimojuku, Noriyoshi Tsujino
  • Journal Title: Journal of Synchrotron Radiation 16 Pages: 757-761
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Phase relations in the system MgO-FeO-SiO_2 to 50 GPa and 2000℃ : an application of experimental techniques using multianvil apparatus with sintered diamond anvils (2009)
  • Author(s): Yoshinori Tange, Eiichi Takahas hi, Yu Nishihara, Ken-ichi Funakoshi, Nagayoshi Sata
  • Journal Title: Journal of Geophysical Research 114 Pages: 10.1029/2008JB005891
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Unified analyses in P-V-T equation of state of MgO : a solution for pressure-scale problems in high P-T experiments (2009)
  • Author(s): Yoshinori Tange, Yu Nishihara, Taku Tsuchiya
  • Journal Title: Journal of Geophysical Research 114 Pages: 10.1029/2008JB005813
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Orthoenstatite/clinoenstatite phase transformation in MgSiO_3 at high-pressure and high-temperature determined by in-situ X-ray diffraction : Implications for nature of the X-discontinuity (2009)
  • Author(s): Akihiko Akashi, Yu Nishihara, Eiichi Takahashi, Yoichi Nakaji ma, Yoshinori Tange, Ken-ic hi Funakoshi
  • Journal Title: Journal of Geophysical Research 114 Pages: 10.1029/2008JB005894
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Stress relaxation test of olivine under Earth's deep upper mantle conditions (2009)
  • Author(s): Nishihara, Y., Funakoshi, K., Higo, Y., Tsujino, N., Kawazoe, T., Kubo, T., Shimojuku, A., Tearasaki, H., Nishiyama, N.
  • Organizer: AIRAPT-22 & HPCJ-50
  • Place of Presentation: 東京、お台場
  • Year and Date: 2009-07-30
• [Presentation] The orthoenstatite/clinoenstatite phase transition under the upper mantle conditions determined by in situ X-ray diffraction : Implications for nature of the X-discontinuity (2009)
  • Author(s): AKASHI, A., NISHIHARA, Y., T AKAHASHI, E., NAKAJIMA .Y., TANGE, Y., FUNAKOSHI, K.
  • Organizer: Goldschmidt Conference 2009
  • Place of Presentation: Davos, Switzerland
  • Year and Date: 2009-06-22
• [Presentation] Stress relaxation test of olivine under Earth's deep upper mantle conditions (2009)
  • Author(s): Nishihara, Y., Funakoshi, K., Higo, Y., Tsujino, N., Kawazoe, T., Kubo, T., Shimojuku, A., Terasaki, H., Nishiyama
  • Organizer: 地球惑星科学連合大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ国際会議場
  • Year and Date: 2009-05-20