惑星深部物質の熱伝導率に対する水と化学不純物の影響:地球型惑星の熱進化の探求

水和化学杂质对深层行星材料导热率的影响:探索类地行星的热演化

基本信息

  • 批准号:
    21J15543
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 0.96万
  • 依托单位:
  • 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 2023-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Core mantle boundary heat flux, which is governed by the thermal properties of the lowermost mantle minerals, controls the generation of observed magnetic field, geological activity and thermal structure of the terrestrial planets. The purpose of this study is to understand how impurities in minerals affect the thermal evolution of terrestrial planets and to achieve the following projects: (1) Determination of pressure dependence and temperature dependence of thermal conductivity of (Fe, Al)-bearing bridgmanite (2) Determination of pressure dependence and temperature dependence of thermal conductivity of anhydrous and hydrous ringwoodite by pulse heating method.In this fiscal year, we analyzed experimental data of project (1) obtained in the previous fiscal year. The significant decrease of pressure dependence and the absolute value of thermal conductivity of bridgmanite indicates a gradual slowing of the cooling rate of the mantle due to impurities' involvement during the secular cooling after the magma ocean solidification. We have also vigorously pursued project (2). The synthesis conditions of ringwoodite samples with desired compositions and water content have been well mastered. However, we found ringwoodite is very brittle, during cutting into thin slices, it easily breaks into pieces. After many struggles, we decide to decrease the sample diameter to get thin slices of ringwoodite. A new high-pressure thermal conductivity measurement cell for such smaller samples has been developed. The measurements of thermal conductivity of ringwoodite are now undergoing.
核幔边界热通量控制着类地行星观测磁场的产生、地质活动和热结构,而核幔边界热通量受地幔最底层矿物热性质的控制。这项研究的目的是了解矿物中的杂质如何影响类地行星的热演化,并实现以下项目:(1)测定(Fe,含Al)的硼镁石(2)用脉冲加热法测定无水和含水林伍德石的热导率的压力依赖性和温度依赖性。在本财政年度,我们分析了项目(1)在上一财政年度获得的实验数据。硼镁石的压力依赖性和热导率绝对值的显著降低表明,在岩浆海洋凝固后的长期冷却过程中,由于杂质的参与,地幔的冷却速率逐渐减慢。我们还积极推行项目(2)。较好地掌握了合成所需组成和含水量的林伍德石样品的条件。然而,我们发现灵伍德石非常脆,在切成薄片的过程中,它很容易破碎。经过多次努力,我们决定减小样品直径,以获得薄片的林伍德石。一种新的高压热导率测量单元已经开发出这样的小样品。林伍德石热导率的测量正在进行中。

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Exploration of the best reference material on anelastic measurement by cyclic loading under high pressure
  • DOI:
    10.1080/08957959.2021.2013834
  • 发表时间:
    2021-12-10
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2
  • 作者:
    Liu, Chao;Yoshino, Takashi;Higo, Yuji
  • 通讯作者:
    Higo, Yuji
High-pressure experimental study of tetragonal CaSiO3-perovskite to 200 GPa
四方CaSiO3-钙钛矿200 GPa高压实验研究
  • DOI:
    10.2138/am-2021-7913
  • 发表时间:
    2021-12
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.1
  • 作者:
    Ningyu Sun;Hui Bian;Youyue Zhang;Jung-Fu Lin;Vitali B. Prakapenka;Zhu Mao
  • 通讯作者:
    Zhu Mao
Effect of iron content on thermal conductivity of ferropericlase: implications for planetary mantle dynamics.
铁含量对方镁石热导率的影响:对行星地幔动力学的影响。
  • DOI:
    10.1029/2022gl101769
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5.2
  • 作者:
    Y. Zhang;T. Yoshino;M. Osako
  • 通讯作者:
    M. Osako
Simultaneous measurements of thermal conductivity and thermal diffusivity of bridgmanite and post-spinel: implications for planetary mantle dynamics and evolution
同时测量桥锰矿和后尖晶石的热导率和热扩散率:对行星地幔动力学和演化的影响
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Y. Zhang;T. Yoshino;M. Osako
  • 通讯作者:
    M. Osako
Simultaneous measurements of thermal conductivity and thermal diffusivity of bridgmanite and post-spinel: implications of mantle dynamics and evolution_
同时测量桥锰石和后尖晶石的热导率和热扩散率:地幔动力学和演化的意义_
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    張 友悦;芳野 極;大迫 正弘
  • 通讯作者:
    大迫 正弘
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  • 通讯作者:
    赤池良太,船戸充,川上養一
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    神谷君斗,赤池良太,船戸充,川上養一

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作者:{{ showInfoDetail.author }}

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