最下部マントル物質の粘性率の決定

测定最下地幔物质的粘度

基本信息

批准号：
22H00180
负责人：
山崎大輔
金额：
$ 27.79万
依托单位：
Okayama University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2027-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H00180/
关键词：
最下部マントル粘性率マントル最下部層

项目摘要

マントル最下部の粘性構造や温度構造、あるいは化学構造に物質化学的なアプローチにより新たな制約を与えることを本研究の目的としている。そのマントル最下部を主要に構成している物質は、ペロフスカイト型結晶構造を持つ(Mg,Fe)SiO3ブリッジマナイトあるいはその高圧相であるポストペロフスカイトであると考えられる。そこで、マントル最下部の温度や粘性率を物質科学的なアプローチにより考察するために、ブリッジマナイトとポストペロフスカイトのレオロジーに関する実験的研究を行う。ただし、MgSiO3 ポストペロフスカイトは120 GPaという高圧下のみで安定であり実験的困難さが大きいために、ABX3のストイキオメトリで表されるペロフスカイト型とポストペロフスカイト型の結晶構造をもつアナログ物質でMgSiO3と近い結晶軸比（c/aさらにはb/a）を持つフッ化物からのアプローチも行う。初年度ではD111型装置高圧変形装置を用いて高温高圧下でNaNiF3に関する変形実験を行った。この装置は現在世界に数台のみであり、一つが我々の研究室に設置されている装置であり、他に、放射光施設の高圧ビームライン（高エネ研とSPring-8）に同型機が設置されている。変形実験は5-20 GPaの圧力でペロフスカイトとポストペロフスカイトのそれぞれの粘性率を測定した。その結果は、1桁の範囲内で両相の粘性率は調和的であることを示している。つまり、ポストペロフスカイトへの相転移によって大きな粘性率の変化は期待できないということである。ここで得られた粘性率は、絶対値の議論にはアナログ物質故に適さないが、相対的なそれは、その結晶構造に依存していると考えることが可能であると考えている。

这项研究的目的是利用材料化学方法对地幔最低部分的粘度、温度和化学结构提供新的约束。主要构成地幔最低部分的物质被认为是(Mg,Fe)SiO3桥锰矿，其具有钙钛矿型晶体结构，或其高压相，后钙钛矿型。因此，为了利用材料科学的方法来研究地幔最低部分的温度和粘度，我们将对桥锰矿和后钙钛矿的流变性进行实验研究。然而，MgSiO3 后钙钛矿只有在 120 GPa 的高压下才稳定，这给实验带来了很大的困难，我们还将接近具有相似晶轴比（c/a 甚至 b/a）的氟化物。第一年，我们使用D111高压变形装置对NaNiF3进行高温高压变形实验。该装置目前全球仅有几台，其中一台安装在我们实验室，其他同类型安装在同步辐射装置高压束线（高能研究所和SPring） -8) 已安装。进行变形实验以测量钙钛矿和后钙钛矿在5-20 GPa压力下的粘度。结果表明，两相的粘度在一个数量级内是和谐的。换句话说，由于向后钙钛矿的相变，不可能预期粘度发生大的变化。这里获得的粘度不适合讨论绝对值，因为它是模拟物质，但我们认为可以认为相对值取决于其晶体结构。

项目成果

期刊论文数量（12）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Fe2O3の高圧下での電気抵抗変化

Fe2O3在高压下电阻的变化

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Zaizhou Jin; Ruma Mandal;Shigemi Mizukam;山崎大輔
通讯作者：
山崎大輔

Formation and decomposition of vacancy-rich clinopyroxene in a shocked eucrite: New insights for multiple impact events

DOI：
10.1016/j.gca.2022.05.017
发表时间：
2022-05
期刊：
Geochimica et Cosmochimica Acta
影响因子：
5
作者：
A. Zhang;Jie Li;Jia‐Ni Chen;Yuanyun Wen;Yan‐Jun Guo;Yang Li;N. Sakamoto;H. Yurimoto
通讯作者：
A. Zhang;Jie Li;Jia‐Ni Chen;Yuanyun Wen;Yan‐Jun Guo;Yang Li;N. Sakamoto;H. Yurimoto

University Collage of London(英国)

伦敦大学学院（英国）

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Chinese Academy of Science(中国)

中国科学院（中国）

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

A cotunnite-type new high-pressure phase of Fe2S

Fe2S的铜铜矿型新型高压相

DOI：
10.2138/am-2022-7959
发表时间：
2022
期刊：
American Mineralogist
影响因子：
3.1
作者：
Oka Kenta;Tateno Shigehiko;Kuwayama Yasuhiro;Hirose Kei;Nakajima Yoichi;Umemoto Koihiro;Tsujino Noriyoshi;Kawaguchi Saori I.
通讯作者：
Kawaguchi Saori I.