超高温高圧実験に基づく内核中の軽元素の研究

基于超高温高压实验的内核轻元素研究

• 批准号: 04J04604
• 负责人: 桑山 靖弘
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-04J04604/
• 关键词: 超高温高圧実験; 核; 放射光; シリカ; 相転移; 結晶構造; レーザー加熱式ダイヤモンドアンビルセル; 内核; 外核; 相転位; 軽元素; X線回折

地球の内核は330-360万気圧、数千度という超高温高圧の世界である。従って、これらの温度圧力条件を実験室内で再現することは地球の中心を知る上で本質的に重要であるが、これまで200万気圧以上で高温実験を行うことは世界の誰にも実現できなかった。私は地球の核の振る舞いを理解するために超高温高圧実験の技術開発を行い、レーザー加熱ダイヤモンドアンビルを用いて世界で始めて300万気圧以上の長高圧下で高温実験を行うことに成功した。さらにこの技術開発の過程において、これまで理論的にはその存在が予測されながらこれまで実証されていなかった、黄鉄鉱構造のシリカの合成に成功し、また、この黄鉄鉱構造のシリカの結晶構造を280万気圧2000度という超高圧高温状熊で観察することに成功した。さらにこの新しい結晶構造をもつシリカが地球型系外岩石惑星や海王星などの核を形成する可能性を示した。また、地球中心核の主要物質であると考えられている鉄や鉄-ニッケル合金の超高圧高温実験を行い、320万気圧というこれまで誰も達成したことのない超高圧下におけるこれらの金属の構造を観察することにも成功している。この私の開発した300万気圧以上での超高温高圧実験は現在のところ他に実現できるグループは存在せず、今後この技術を用いて地球中心物質の振る舞いを研究することにより、これまで未知の世界であった地球の中心核についての理解が深まることが期待される。

地球内核是一个温度极高、压力极高的世界，有3.3至360万个大气压，温度高达数千摄氏度。因此，在实验室中重现这些温度和压力条件对于了解地球中心至关重要，但迄今为止世界上还没有人能够在200万个大气压以上的温度下进行高温实验。为了了解地核的行为，我开发了超高温高压实验技术，并成功进行了世界上首次在超过300万度的长期高压条件下的高温实验使用激光加热金刚石砧的大气。此外，在开发这项技术的过程中，我们成功合成了具有黄铁矿结构的二氧化硅，这种结构此前已在理论上被预测但尚未得到证实，我们成功地在2000摄氏度的极高压力和高温下观察到了熊。此外，研究人员证明了具有这种新晶体结构的二氧化硅可能形成类地外岩石行星和海王星的核心。我们还对被认为是地核主要材料的铁和铁镍合金进行了超高压、高温实验，其结构也得到了成功观测。目前，还没有其他团队能够进行我所开发的超过300万个大气压的超高温高压实验，希望这能够加深我们对地球核心的认识，也就是我们的地球核心。世界。

项目成果

The pyrite-type high-pressure form of silica

• DOI: 10.1126/science.1114879
• 发表时间: 2005-08-05
• 期刊: SCIENCE
• 影响因子: 56.9
• 作者: Kuwayama, Y;Hirose, K;Ohishi, Y
• 通讯作者: Ohishi, Y

New High-Pressure Form of Pyrite-Type Silica under Multimegabar Pressure

兆巴压力下黄铁矿型二氧化硅的新高压形态

• 发表时间: 2006
• 期刊: SPring-8 Research Frontiers 2005
• 作者: 監修:柴山充弘;梶原莞爾;中村 琢磨;中村 琢磨;中村 琢磨(T.K.M.Nakamura);中村 琢磨(T.K.M.Nakamura);中村琢磨(T.K.M.Nakamura);中木 琢磨(T.K.M.Nakamura);Yasuhiro Kuwayama
• 通讯作者: Yasuhiro Kuwayama