オリビンは一瞬で高密度化する：惑星物質の衝撃変成解明の新展開

橄榄石瞬间变密：阐明行星物质撞击变质的新进展

• 批准号: 20H01965
• 负责人: 富岡 尚敬
• 金额: $ 11.32万
• 依托单位: Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H01965/
• 关键词: 高圧相転移; 高圧実験; 隕石; 電子顕微鏡; 第一原理計算; オリビン; 衝撃変成; 相転移機構; 高温高圧実験; 透過電子顕微鏡; X線回折; 結晶構造解析

高温高圧下におけるカンラン石の相転移メカニズムの解明を目的として、2021年度に引き続き、川井型超高圧発生装置によるオリビン（Mg/(Mg+Fe)=0.9）の高圧相転移実験を行った。出発物質にはサンカルロス産オリビン粉末を用いた。試料に一定の差応力が働くよう、オリビンは100ミクロン以下の不均質な粒径分布に荒砕きして試料カプセルに封入し、圧力12GPa、温度900℃で2時間保持後、急冷し減圧した。回収試料は2021年度に行った実験試料と合わせて、微小部X線回折（微小部XRD) 及び透過電子顕微鏡（TEM）を用いて解析した。12, 14, 16 GPa（温度は全て900°C）の相転移実験試料の微小部XRDパターンはそれぞれ、高圧相のワズレアイト、ワズレアイト＋リングウッダイト、リングウッダイトが形成されていることを示した。オリビン粒子がその外縁部から相転移し、粒径約0.5-1.5マイクロメートルの高圧相粒子が形成されていることが、TEM観察から明らかとなった。この組織は、上記のオリビンの高圧相転移が核形成と成長のメカニズムにより進行したことを示す。一方、14, 16 GPaでの実験試料中の一部のリングウッダイト粒子の電子線回折パターンは、ポワリエライトの回折スポットも示し、両相はトポタキシャルな結晶方位関係を持つ。この方位関係は、ポワリエライトへの相転移が、原子の長距離拡散を伴わないshear mechanismにより、リングウッダイトの粒内にて進行したことを意味する。また、圧力が高くなるほどポワリエライトが観察されるオリビン高圧相粒子が多くなる傾向があった。

The phase shift of high temperature and high pressure gas phase shift (Mg/(Mg + Fe)= 0.9) and phase shift of high pressure gas phase shift (Mg/(Mg+Fe)=0.9) will be implemented in 2021. A substance is produced in the form of a powder. The sample is sealed at a pressure of 12GPa at a temperature of 900℃ for 2 hours, then cooled and reduced in pressure. The sample was analyzed by XRD and TEM in 2021. Phase shift of 12, 14, 16 GPa (temperature up to 900°C) XRD of small fraction of sample shows that high pressure phase is formed in different phases. The particle size of the high pressure phase particles is about 0.5-1.5 mm, and the TEM observation shows that the particle size is about 0.5-1.5 mm. This tissue is characterized by a high pressure phase shift in the formation and growth of nuclei. The electron beam reflection of particles in a part of the sample at 14, 16 GPa was observed, and the crystal orientation relationship was maintained. The orientation of the atom is related to the phase shift of the atom. High pressure particles tend to be detected in high pressure phases.

项目成果

Shock Recovery With Decaying Compressive Pulses: Shock Effects in Calcite (CaCO3) Around the Hugoniot Elastic Limit

• DOI: 10.1029/2021je007133
• 发表时间: 2022-05
• 期刊: Journal of Geophysical Research: Planets
• 作者: K. Kurosawa;H. Ono;T. Niihara;T. Sakaiya;T. Kondo;N. Tomioka;T. Mikouchi;H. Genda;Takuya Matsuzaki;M. Kayama;M. Koike;Y. Sano;M. Murayama;W. Satake;T. Matsui

Temperature of granular materials immediately beneath the impact point

冲击点正下方颗粒材料的温度

• 发表时间: 2023
• 作者: Kurosawa;K.;M. Sato;H. Ono;N. Tomioka;T. Niihara;and S. Hasegawa
• 通讯作者: and S. Hasegawa

Insight into multi-step geological evolution of C-type asteroids from Ryugu particles

• DOI: 10.1038/s41550-023-01925-x
• 发表时间: 2023-03
• 期刊: Nature Astronomy
• 影响因子: 14.1
• 作者: A. Yamaguchi;N. Tomioka;M. Ito;N. Shirai;M. Kimura;R. Greenwood;Ming‐Chang Liu;K. McCain;N. Matsuda;M. Uesugi;N. Imae;T. Ohigashi;K. Uesugi;A. Nakato;K. Yogata;H. Yuzawa;Y. Kodama;K. Hirahara;I. Sakurai;I. Okada;Y. Karouji;S. Nakazawa;T. Okada;T. Saiki;S. Tanaka;F. Terui;M. Yoshikawa;Akiko Miyazaki;M. Nishimura;T. Yada;M. Abe;T. Usui;Sei‐ichiro Watanabe;Y. Tsuda

High-Pressure Mineral Database

高压矿物数据库

Shock impedance amplified impact deformation of zircon in granitic rocks from the Chicxulub impact crater

• DOI: 10.1016/j.epsl.2021.117201
• 发表时间: 2021-12
• 期刊: Earth and Planetary Science Letters
• 影响因子: 5.3
• 作者: A. Wittmann;A. Cavosie;N. Timms;L. Ferrière;A. Rae;C. Rasmussen;C. Ross;D. Stockli;M. Schmieder;D. Kring;Jiawei Zhao;Long Xiao;J. Morgan;S. Gulick