核－マントル間の炭素同位体分別係数の決定：地球内部炭素循環の解明に向けて

本年度は単結晶MgOカプセルを用いて圧力2GPa、温度1600~1650℃の条件における金属鉄－ケイ酸塩液相間の炭素同位体分別実験とその回収試料分析を行った(エネルギー分散型X線分光器による主成分分析、ラマン分光測定によるケイ酸塩中の炭素分子種の同定、二次イオン質量分析による炭素同位体比測定)。カプセルの厚みを調整した結果、前年度の実験に見られた試料中の金属鉄と外側に配置した白金カプセルとの反応を抑え、溶融条件下において60分間の長時間保持実験に成功した。ラマン分光測定ではケイ酸塩中の炭素濃度が低く、分子種の同定ができない試料もあったが、CH結合や元素状Cに由来するピーク(1300cm-1と2900cm-1付近)を確認した。この結果は先行研究とも調和的である。また、二次イオン質量分析によって金属鉄－ケイ酸塩液相間の炭素同位体分別係数(Δ13Cmetal-silicate)について、金属鉄側が若干軽い炭素に富む-10~-20‰という値が得られた。本年度得られたΔ13Cmetal-silicate値は先行研究における液体鉄－グラファイトもしくはダイヤモンドの値(-2～-4‰)と比較的近い値となった。

本年度は単結晶MgOカプセルを用いて圧力2GPa、温度1600~1650℃の条件における金属鉄－ケイ酸塩液相間の炭素同位体分別実験とその回収試料分析を行った(エネルギー分散型X線分光器による主成分分析、ラマン分光測定によるケイ酸塩中の炭素分子種の同定、二次イオン質量分析による炭素同位体比測定)。カプセルの厚みを調整した結果、前年度の実験に見られた試料中の金属鉄と外側に配置した白金カプセルとの反応を抑え、溶融条件下において60分間の長時間保持実験に成功した。ラマン分光測定ではケイ酸塩中の炭素濃度が低く、分子種の同定ができない試料もあったが、CH結合や元素状Cに由来するピーク(1300cm-1と2900cm-1付近)を確認した。この結果は先行研究とも調和的である。また、二次イオン質量分析によって金属鉄－ケイ酸塩液相間の炭素同位体分別係数(Δ13Cmetal-silicate)について、金属鉄側が若干軽い炭素に富む-10~-20‰という値が得られた。本年度得られたΔ13Cmetal-silicate値は先行研究における液体鉄－グラファイトもしくはダイヤモンドの値(-2～-4‰)と比較的近い値となった。