超高圧超大歪み変形実験による全マントル領域を網羅する地球内部レオロジー断面の決定

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本研究予算で2021年度に製作した改良型回転式ダイヤモンドアンビル装置を、2022年度からの研究代表者の広島大学への移動に伴い当該装置も広島大学へ移設した。回転式ダイヤモンドアンビル装置は持ち運び可能であるため、2022年度においてもSPring-8に持ち込み放射光実験でも使用した。2022年度はSPring-8のビームタイムを前期後期で各1週間ほど確保することができ(代表研究者の岡﨑及び分担研究者の東が申請代表)、本研究のテーマであるマントル遷移層周辺の圧力条件(およそ20GPa)において、カンラン石の相転移による粘性率低下と深発地震断層形成のプロセスを放射光XRD測定による鉱物組成と応力変化のリアルタイム観察をおこなうことができた。出発試料としてはカンラン石94%、斜方輝石6%の模擬マントル物質を使用した。また、放射光実験から得られたXRDデータから試料にかかる応力を計算するMatlab及びpythonのスクリプトを作成することができ実験データの解析時間を大幅に短縮することができた。2021年度に分担研究者の上杉が開発したXRD測定の半自動化プログラムと合わせて、実験手法については2022年度までに確立することができた。今年度は温度を400degC程度まで昇温することができ、一定温度下での変形実験と一定速度で温度を上昇させながら試料を変形させる一定昇温速度変形実験も実施することができた。以上のように2022年度は放射光下で変形実験をおこなうことに成功し、模擬マントル物質のの応力歪曲線を取得することができた。