衝撃圧縮法による高密度含水鉱物の相図拡張とマントル深部への水輸送プロセスの考察

利用冲击压缩法展开高密度水合矿物相图并考虑地幔深处的水输送过程

• 批准号: 21J01448
• 负责人: 梅田 悠平
• 金额: $ 3.08万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-28 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21J01448/
• 关键词: 含水鉱物; 衝撃圧縮; X線自由電子レーザー; 融解; 高圧実験; その場光学計測

本研究の目的は、地球や巨大地球型惑星（スーパーアース）マントルの水輸送特性に重要な役割を果たしている含水鉱物の圧縮特性や相境界（固体-液体境界、脱水分解境界、金属転移境界など）の理解を従来より遥かに高い圧力領域まで拡張し、地震波速度データや計算結果などと、直接比較検討を可能とすることによって、実際の惑星深部において安定性を保ち、それらが水の輸送や貯蔵にどのような影響を与えるかを議論することである。今年度は、蛇紋石（アンチゴライト）に対して、①大阪大学レーザー科学研究所におけるユゴニオ計測実験と②Spring-8, SACLAにおけるその場X線回折実験を行った。①の実験の結果、従来データより遥かに高い圧力領域（300万気圧から1000万気圧）における衝撃圧縮特性（ユゴニオ）データの取得に成功した。本研究によって、スーパーアースマントル環境における圧力-密度指標を初めて決定した。本実験結果と低圧側の先行研究結果の比較を行うと、150~300万気圧における圧縮特性に不連続（圧力増加に伴い、密度が減少）が生じていることが明らかになった。②の実験の結果、150 万気圧を超える圧力領域において、蛇紋石の融解が起きていることが明らかになった。この融解開始圧力は、圧縮特性の不連続領域とよく一致している。本研究で明らかとなった高温高圧下の蛇紋石の構造変化に伴う密度変化は、スーパーアース内部構造モデリング、水輸送特性などに大きな影響を与えると考えられる。また、本年度実験の過程で実験ターゲットの構造、レーザー条件、光学計測条件などの最適化や改善策の評価を行った。今後はレーザーパルスを制御した実験と高圧相に対する実験を行うことによって、温度上昇を制御し、より広範な温度圧力領域の開拓を行う。

In this paper，we study the relationship between the mechanism and the relationship between mechanism.（固体-液体界，脱水分解界，金属迁移界，）这理解来高い力域张，地震波速度一塔计算结果，直接比可能，国际这星深处确定性保，水这送这与。今年度，黄石（黄石国家公园）公园，①美国大学伯克利分校科学研究所，春季8号，SACLA，第二届夏季奥运会，X折回障碍行。①の実験の結果、従来データより遥かに高い圧力領域（300万気圧から1000万気圧）における衝撃圧縮特性（ユゴニオ）データの取得に成功した。本研究采用正交试验法，对非线性非线性边界条件进行了数值模拟。本研究以低负担水果为基础，先进行水果比同行调查，150 ~300万个螺杆菌的致病特性不明显（强力添加剂，发现度极低）的原生菌群为研究对象。②の実験の結果、150 万気圧を超える圧力領域において、蛇紋石の融解が起きていることが明らかになった。この融解開始圧力は、圧縮特性の不連続領域とよく一致している。本研究で明らかとなった高温高圧下の蛇紋石の構造変化に伴う密度変化は、スーパーアース内部構造モデリング、水輸送特性などに大きな影響を与えると考えられる。また、本年度実験の過程で実験ターゲットの構造、レーザー条件、光学計測条件などの最適化や改善策の評価を行った。今後はレーザーパルスを制御した実験と高圧相に対する実験を行うことによって、温度上昇を制御し、より広範な温度圧力領域の開拓を行う。

项目成果

X線自由電子レーザーによるナノ多結晶ダイヤモンド超高速変形のその場観察

X射线自由电子激光原位观察纳米多晶金刚石超快变形

• 发表时间: 2021
• 作者: 片桐 健登;尾崎 典雅;DRESSELHAUS-MARAIS Leora;EGGERT Jon H;犬伏 雄一;松岡 健之;宮西 宏併;西山 宣正;末田 敬一;関根 利守;瀬戸 雄介;丹下 慶範;入舩 徹男;富樫 格; 梅田 悠平;矢橋 牧名;籔内 俊毅;兒玉 了祐
• 通讯作者: 兒玉 了祐

レーザー衝撃圧縮法を用いた高圧下の惑星物質の研究

激光冲击压缩法研究高压行星材料

• 发表时间: 2022
• 作者: 國石 洋;関口 正幸;山田 光彦;梅田 悠平
• 通讯作者: 梅田 悠平

レーザー衝撃圧縮法で再現する高速天体衝突極限環境における含水鉱物の高圧物性計測と時間分解構造観察

激光冲击压缩法再现高速天文碰撞极端环境下水合矿物的高压物性测量和时间分辨结构观察

• 发表时间: 2021
• 作者: 梅田 悠平;奥地 拓生;関根 利守;佐野 孝好;犬伏 雄一;片桐 健登;兒玉 了祐;宮西 宏併;瀬戸 雄介;清水 健二;篠田 圭司;末田 敬一;富樫 格;冨岡 尚敬;藪内 俊毅;尾崎 典雅
• 通讯作者: 尾崎 典雅

Hugoniot equation-of-state and structure of laser-shocked polyimide C22H10N2O5

激光冲击聚酰亚胺C22H10N2O5的Hugoniot状态方程和结构

• DOI: 10.1103/physrevb.105.054103
• 发表时间: 2022
• 期刊: PHYSICAL REVIEW B
• 影响因子: 3.7
• 作者: K. Katagiri;N. Ozaki;D. Murayama;K. Nonaka;Y. Hironaka;Y. Inubushi;K. Miyanishi;H. Nakamura;T. Okuchi;T. Sano;Y. Seto;K. Shigemori;K. Sueda;T. Togashi;Y. Umeda;M. Yabashi;T. Yabuuchi;and R. Kodama
• 通讯作者: and R. Kodama

パワーレーザー/XFEL利用によるフォルステライトの高速相転移と高速融解

使用功率激光/XFEL 实现镁橄榄石的快速相变和快速熔化

• 发表时间: 2021
• 作者: 奥地 拓生,富岡 尚敬,尾崎 典雅,瀬戸 雄介,兒玉 了祐;宮西 宏併,関根 利守,梅田 悠平,薮内 俊毅
• 通讯作者: 宮西 宏併,関根 利守,梅田 悠平,薮内 俊毅