下部マントル含水鉱物の高温高圧下電気伝導度測定による下部マントル含水量の推定

通过测量高温高压下地幔水合矿物的电导率估算下地幔水含量

• 批准号: 20J13465
• 负责人: 奥田 善之
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-24 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J13465/
• 关键词: 下部マントル; 水; ブリッジマナイト; 電気伝導度

地球内部の水の量はその起源物質の推定などに必要不可欠である極めて重要なパラメータである.これまでマントル中の水の量は鉱物の電気伝導度から推定されてきた.異なる含水量のマントル構成鉱物を高温高圧下で電気伝導測定した結果と地磁気観測によって推定したマントルの電気伝導度を比較することで，上部マントルについてはその含水量が推定されてきた.しかし，地球体積の半分以上を占める最大の層である下部マントルについては，この層を占める鉱物の高温高圧下における電気伝導の含水依存性の測定は未だ一例として報告例がない.これは下部マントル圧力下での電気伝導度測定が難しいためである. そこで本研究では，外熱式DACと真空チャンバーを組み合わせた高温高圧下電気伝導度測定手法を用いて，下部マントルの8割以上を占めると考えられているブリッジマナイトの電気伝導度の含水依存性を下部マントルの温度圧力領域で測定を行った.得られた含水ブリッジマナイトの電気伝導度は無水のものと比べて優位に高いものであった．この結果を基に計算した下部マントル電気伝導度プロファイルと，地球物理学的観測から見積もられた深さに対する下部マントルの電気伝導度を比較することで下部マントルの含水量を決定した.本研究で推定された地球下部マントルの含水量は少なくとも下部マントル最上部が極めて水に乏しいことを示唆するものである.

地球内部的水量是一个极为重要的参数，对于估计其起源等是必不可少的。从矿物的电导率中估算了地幔中的水量。通过比较在高温和高压下具有不同水含量的地幔成分矿物的电导率与通过地震观测估计的地幔的电导率的电导率，已经估计上地幔的水含量。但是，对于占地最大的地幔的最大层，尚无报告在高温和高压下占据该层的矿物电导率的水含量依赖性的报道。这是因为在较低地幔压力下很难测量电导率。因此，在这项研究中，我们使用外部热压力和真空室，使用一种测量高温和高压力下的高温和高压下的电导率方法来测量Bridgemanite的电导率依赖性，该方法被认为在下地幔的温度和压力区域中占下层的80％以上。所获得的含水式bridgemanite的电导率优于无水的电导率。通过比较基于该结果计算的电导率曲线与较低地幔的电导率曲线的电导率曲线来确定下地幔的水含量，以根据地球物理观测的深度估计的深度。在这项研究中估计的较低地幔的水含量表明，较低地幔的顶部至少是较低的地幔的顶部。

项目成果

A cylindrical SiC heater for an externally heated diamond anvil cell to 1500 K

用于外部加热金刚石砧座至 1500 K 的圆柱形 SiC 加热器

• DOI: 10.1063/5.0036551
• 发表时间: 2021
• 期刊: Review of Scientific Instruments
• 影响因子: 1.6
• 作者: Okuda Yoshiyuki;Kimura Seiji;Ohta Kenji;Park Yohan;Wakamatsu Tatsuya;Mashino Izumi;Hirose Kei
• 通讯作者: Hirose Kei

レーザー加熱式DACにおけるダイヤモンドアンビルの温度

激光加热 DAC 中的金刚石砧温度

• 发表时间: 2021
• 作者: Kaneko Mitsuki;Kagawa Shigemi;Takuya Furusawa;奥田善之，パクヨハン，岡健太，廣瀬敬
• 通讯作者: 奥田善之，パクヨハン，岡健太，廣瀬敬