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

确定地核和地幔之间的碳同位素分馏系数：阐明地球内部碳循环

• 批准号: 20H01994
• 负责人: 桑原 秀治
• 金额: $ 11.32万
• 依托单位: Ehime University (2021-2023)Okayama University (2020)
• 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-20H01994/
• 关键词: 炭素; 同位体比; 核; マントル; 分配; 同位体分別; 元素分配

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。

今年，我们在2GPA的压力下进行了碳同位素分馏实验，在2GPA的压力下与1600-1650°C的温度进行了碳硅酸盐液相，并分析了恢复的样品（使用含量分散X射线光谱仪，使用能量分散X射线光谱仪，通过Raman Exprososcopy sysepropepopy和Cubobose的carbonios propporry comperrys baterrosist baterry coppurrys在碳酸含量中鉴定碳分子物种的主要成分分析。由于调节胶囊厚度，样品中的金属铁与放置在外部的铂胶囊之间的反应（在上一年的实验中都被观察到）被抑制，并且在熔融条件下成功地将测试成功地持续了60分钟。拉曼光谱法表明，硅酸盐中的碳浓度低，无法鉴定出分子物种，但是证实了CH键和元素C（约1300cm-1和2900cm-1）的峰。这些结果与以前的研究和谐相处。此外，二级离子质谱法给出了金属铁和硅酸盐液相之间的碳同位素分馏系数（Δ13cmetal -silicate），值为-10至-20‰，在金属铁侧的值略微较轻。今年获得的Δ13克硅酸盐值相对接近先前研究中的液态铁磷酸盐或钻石值（-2至-4‰）。

项目成果

Rupture of wet mantle wedge by self-promoting carbonation

• DOI: 10.1038/s43247-021-00224-5
• 发表时间: 2021-08
• 期刊: Communications Earth & Environment
• 影响因子: 7.9
• 作者: A. Okamoto;R. Oyanagi;Kazuki Yoshida;M. Uno;H. Shimizu;M. Satish-Kumar

Low Velocity Zones in the Martian Upper Mantle Highlighted by Sound Velocity Measurements

声速测量突显了火星上地幔的低速区

• DOI: 10.1029/2021gl093977
• 发表时间: 2021
• 期刊: Geophysical Research Letters
• 影响因子: 5.2
• 作者: Xu F.;Siersch N. C.;Greaux S.;Rivoldini A.;Kuwahara H.;Kondo N.;Wehr N.;Menguy N.;Kono Y.;Higo Y.;Plesa A.‐C.;Badro J.;Antonangeli D.
• 通讯作者: Antonangeli D.

Sulfur, carbon and oxygen isotopic compositions of Newania carbonatites of India: implications for the mantle source characteristics

印度纽瓦尼亚碳酸岩的硫、碳和氧同位素组成：对地幔源特征的影响

• DOI: 10.2465/jmps.201130e
• 发表时间: 2021
• 期刊: Journal of Mineralogical and Petrological Sciences
• 影响因子: 0.7
• 作者: Anupam BANERJEE;M. SATISH-KUMAR;Ramananda CHAKRABARTI
• 通讯作者: Ramananda CHAKRABARTI

Ab initio computation on the element distribution between liquid metal and molten silicate

液态金属与熔融硅酸盐元素分布的从头计算

• 发表时间: 2021
• 作者: 馬場慧;小原一成;武村俊介;竹尾明子;栗原亮;岩下久人，小林文明，諸富和臣，嶋村重治，樋口篤志，大矢浩代，鷹野敏明，高村民雄;T. Tsuchiya
• 通讯作者: T. Tsuchiya

下部マントル領域における天然含水玄武岩の相関係

下地幔地区天然含水玄武岩的相关系

• 发表时间: 2022
• 作者: 石川 裕太;入舩 徹男;桑原 秀治;國本 健広
• 通讯作者: 國本 健広