地球のコア-マントル境界における化学反応と変形に関する研究

地核-地幔边界化学反应与形变研究

• 批准号: 02F00800
• 负责人: 八木 健彦
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-02F00800/
• 关键词: 高圧X線; 一軸応力; 下部マントル; コア; ペロフスカイト; 高圧; 差応力; 弾性常数

本研究では、コアーマントル境界領域における構成物質の粘弾性的性質を解明することを目的として、一軸応力場におけるX線回折実験を行った。まず最初に、X線の透過能が高くかつ機械的強度も大きい物質で、高圧実験のガスケットとして使える材料やその加工法を探索した。その結果、高純度ボロンとエポキシ樹脂、およびカプトンシートの組み合わせにより、少なくとも65GPaまでの超高圧下まで安定して高圧が発生可能で、X線のバックグラウンドも充分低い試料構成の開発に成功した。さらにそれを安定して用いることができるダイヤモンドアンビルを設計・製作し、フォトンファクトリーおよびSPring-8の両放射光実験施設で実験を行った。今までにデータをとることができた試料は、鉄と同じ結晶構造を持つコバルト、下部マントルの構成鉱物の一つと考えられるCaSiO_3ペロフスカイト、3価の鉄からなるFe_2O_3、圧力標準物質として広く用いられているAu、および下部マントル鉱物の一つであるSiO_2スティショバイト、である。これらの物質について室温で65GPa程度までの圧力下でさまざまなデータをとることができ、現在それらの結果を精力的に解析中である。その予備的結果は、高圧討論会を始めいくつかの学会で口頭発表した。

在这项研究中，在单轴应力场中进行了X射线衍射实验，目的是阐明核心地幔边界区域组成材料的粘弹性性能。首先，我们探索了对X射线高度透明并具有高机械强度的材料，并且可以用作高压实验的垫圈，以及处理它们的方法。结果，高纯度硼，环氧树脂和Kapton板的组合允许生成稳定的高压，至少至少65GPA，并且已经成功地开发出具有足够低X射线背景的样品结构。此外，设计和制造了钻石砧，以允许稳定使用，并在光子工厂和Spring-8同步辐射实验设施进行了实验。到目前为止能够收集数据的样品是钴，它的晶体结构与铁，casio_3 Perovskite具有相同的晶体结构，被认为是下地幔的组成矿物之一，由三价铁制成的Fe_2O_3，由三价铁制成，Au被广泛用作压力标准，Sio_2 stio_2 stisisiobite，这是一个较低的人，这是一个较低的人。在室温下，可以在最高65 GPA的压力下为这些物质收集各种数据，目前正在大力分析结果。初步结果在几个学术会议上进行了口头提出，包括高压讨论。