超高圧高温変形実験によるマントル遷移層の粘性率に与える水の影響の解明

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当該年度は、大型放射光施設SPring-8において行った超高圧高温変形実験により取得したマントル遷移層鉱物（ウォズリアイト、リングウッダイト）の粘性率測定データの解析に取り組んだ。さらに広島大学大学院先進理工系科学研究科に導入したマルチアンビル型高温高圧発生装置の立ち上げを行った。また、超高圧高温変形実験用の精密加工環境をアップグレードした。超高圧高温変形実験による粘性率測定では、二次元X線回折パターンとX線透過像から試料の応力と歪を算出する。粘性率の算出には試料の変形にともなう応力と歪の時間変化を測定する必要があるため、十数分毎に時分割測定を行う。この時分割測定では、測定データが多量になる。また、粘性率の主要構成鉱物（圧力）・温度・歪速度・含水量依存性を明らかにするためには、実験条件が異なる多数の実験の測定データを解析する必要がある。これらの測定データ解析は膨大になるため、測定データ解析の自動化に取り組んだ。具体的には、データ解析アプリケーションにはこれまで使用してきたものを継続して採用し、Pythonを用いてそれらのデータ解析アプリケーションを自動的に動作するようにプログラムを組んだ。この結果、二次元X線回折パターンとX線透過像から試料の応力と歪を自動的に算出できるようになった。2020年3月に広島大学大学院先進理工系科学研究科へマルチアンビル型高温高圧発生装置を移設した。当該年度は、二段目アンビルの加圧面の一辺長が8mmである比較的大きなセルアセンブリーの発生圧力とプレス荷重の較正に取り組んだ。今後、圧力較正したセルアセンブリーを用いることにより、高温高圧下において現状より大きなマントル遷移層鉱物の多結晶体を合成し、超高圧高温変形実験の出発試料として用いる予定である。また、高酸素分圧下においてマントル遷移層鉱物の熔融実験も行った。