地球深部の水の拡散・移動特性の解明

阐明地球深处水的扩散和运动特性

基本信息

批准号：
22H01322
负责人：
西真之
金额：
$ 10.9万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2026-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

近年、地球内部の高温高圧状態において含水化する鉱物が相次いで発見されたことから、マントル対流により駆動される地球内部の大規模な水循環と、その地球ダイナミクスへの影響が盛んに議論されている。我々の研究グループは、中心核―マントル境界の化学反応を促進する成分としてマントルに少量含まれる「水」に着目しいる。これまでに、高温高圧かつ水を含んだ環境下での鉱物と金属鉄間の反応実験を行い、いくつかの新たな知見を得ている。特に重要な発見として、水を含んだ環境下では、鉱物と金属鉄間の化学反応により酸化鉄に富む反応帯が生成されること確認した。この反応帯は無水環境下では形成されないことも確認しており、水成分が核とマントルの化学反応を推進することを見出した。また、鉄―ニッケル合金を使用した反応帯形成実験から、水ー鉄反応に伴うフェロペリクレースの形成によって(1)元素の高速拡散、および(2)液体鉄の浸透により駆動されることが示唆された。本実験結果はJpGU2023大会で発表する予定である。別の実験として上記実験の出発物質用に高圧合成した含水ブリッジマナイトと無水ブリッジマナイトについて、大型放射光施設SPring8にて高温下XRD測定を行った。ブリッジマナイトの非晶質化時に高い応力が発生し、これが相変化のメカニズムに影響することが明らかとなった。この結果は隕石の相変化カイネティクスの理解に応用できる可能性があり、国際誌に論文として投稿中である。この反応についての水の影響について今後も理解を深めている予定である。

近年来，近年来在高温和高压力下进行水分的矿物质，并且在地球对流驱动的地球内部的大规模氢环绕以及它们对地球动力学的影响已被积极地讨论。我们的研究小组专注于地幔中包含的“水”，作为促进中央核心掩体边界中化学反应的组成部分。到目前为止，我们已经在高温，高压和含水环境中进行了矿物质和金属铁之间的反应实验，从而获得了一些新知识。一个特别重要的发现是，在含水的环境中，富含氧化铁的反应区是由矿物质和金属铁之间的化学反应产生的。还已经证实，该反应区不会在无水环境中形成，并发现水成分驱动了细胞核和地幔之间的化学反应。此外，使用铁核合金涉及反应区形成的实验表明，与水铁反应相关的变肠酶的形成是由（1）元素的高速扩散和（2）液体铁的渗透的驱动。该实验的结果计划在JPGU 2023锦标赛上介绍。作为另一个实验，在大型同步加速器辐射设施Spring8下，在高温下测量了上述实验的最初材料的高压含水bridgemanite和无水bridgemanite。据揭示，在布里奇曼石的无形成过程中发生了高应力，这会影响相变机理。该结果可能适用于了解陨石中的相变动力学，目前正在国际杂志中作为论文提交。我们计划继续加深我们对水对这种反应的影响的理解。

项目成果

期刊论文数量（9）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

核ーマントル境界における水と鉄の交換反応

核幔边界处的水和铁交换反应

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
河野克俊;西真之;柿澤翔;井上徹;入舩徹男;近藤忠
通讯作者：
近藤忠

Bridgmanite Freezing in Shocked Meteorites Due To Amorphization‐Induced Stress

由于非晶化引起的应力，冲击陨石中的布里奇曼石冻结

DOI：
10.1029/2022gl098231
发表时间：
2022
期刊：
Geophysical Research Letters
影响因子：
5.2
作者：
Nishi M.;Kaneko A.;Ohgidani H.;Dekura H.;Kakizawa S.;Kawaguchi S.;Kobayashi S.;Sakaiya T.;Kondo T.
通讯作者：
Kondo T.

マントル深部における含水SiO2スティショバイトの安定性

地幔深部水合SiO2辉石的稳定性

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
S. Okumura;et al.;高市合流，西原遊，松影香子，西真之，肥後祐司，丹下慶範
通讯作者：
高市合流，西原遊，松影香子，西真之，肥後祐司，丹下慶範

アモルファス化カイネティクスに基づく隕石中のブリッジマナイトの残存条件

基于非晶化动力学的桥石在陨石中的生存条件

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
西真之;金子晃大;扇谷碩;出倉春彦;柿澤翔;河口彰吾;小林慎太郎;境家達弘;近藤忠
通讯作者：
近藤忠

Amorphization kinetics of bridgmanite at high temperatures

桥锰矿高温非晶化动力学

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
M. Nishi;A. Kaneko;H. Ohgidani;H. Dekura;S. Kakizawa;S. Kawaguchi;S. Kobayashi;T. Sakaiya;and T. Kondo
通讯作者：
and T. Kondo

DOI：
{{ item.doi }}
发表时间：
{{ item.publish_year }}
期刊：
{{ item.journal_name }}
影响因子：
{{ item.factor }}
作者：
{{ item.authors }}
通讯作者：
{{ item.author }}

数据更新时间：{{ journalArticles.updateTime }}

作者：
{{ item.author }}

数据更新时间：{{ monograph.updateTime }}

作者：
{{ item.author }}

数据更新时间：{{ sciAawards.updateTime }}

作者：
{{ item.author }}

数据更新时间：{{ conferencePapers.updateTime }}

作者：
{{ item.author }}

数据更新时间：{{ patent.updateTime }}

西真之其他文献

核―マントルの相互作用における水の影響

水对核幔相互作用的影响

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
西真之;畑山達郎,入舩徹男
通讯作者：
畑山達郎,入舩徹男

マルチアンビル装置を用いた50 GPaまでのコンドライトの融解実験

使用多砧装置进行高达 50 GPa 的球粒陨石熔化实验

DOI：
发表时间：
2014
期刊：
影响因子：
0
作者：
丹下慶範;西真之;Steeve Greaux;杜蔚;入舩徹男
通讯作者：
入舩徹男

無機質量分析計を用いた元素イメージング

使用无机质谱仪进行元素成像

DOI：
发表时间：
2015
期刊：
J. Mass Spectrom. Soc. Jpn.
影响因子：
0
作者：
丹下慶範;西真之;Steeve Greaux;杜蔚;入舩徹男;平田岳史・坂田周平・槇納好枝・小原聖也・向山　翔・服部健太郎・杉浦悠穀・Thomas Walczyk・昆　慶明・折橋裕二・鈴木敏弘
通讯作者：
平田岳史・坂田周平・槇納好枝・小原聖也・向山　翔・服部健太郎・杉浦悠穀・Thomas Walczyk・昆　慶明・折橋裕二・鈴木敏弘