地球コア条件における地球深部物質の熱物性測定の精密化

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本課題2年目かつ最終年度である2021年度の計画はCOVID-19により大幅な変更を余儀なくされた。研究当初は1)地球下部マントル全域の圧力温度条件における地球マントルを構成する物質の熱伝導率測定、2)地球全域の圧力温度条件における地球コアを構成する物質の熱伝導率測定、3)高圧力条件下体積熱容量測定技術の開発、を大きな目標として掲げてきた。しかし、COVID-19の感染拡大により、各研究機関の実験室や放射光施設での実験スケジュールが大幅に変更され、十分な実験回数を確保することができなかった。そのため、1)については概ね目標を達成し、2)についても論文の投稿には十分な成果を得ることができたものの、一方で、3)については目に見える成果はなかった。以下に、各目標において得られた成果や期待した成果が得られなかった理由を述べる。1)については伝統的に下部マントルの熱伝導率を推定する際の指標として用いられてきたMgOの熱伝導率をマントル最深部の圧力に相当する140万気圧まで測定した。2)については、当初の目標であった地球中心である360万気圧における測定は実現しなかったものの、地球コアの主成分である鉄の熱伝導率を180万気圧まで達成した。3）については、大きな成果はなかった。体積熱容量を測定するには熱伝導率測定以上に緻密にレーザー光学系素子を組み合わせて装置を構築する必要がある。そのため、装置の開発のためにはそれに専念する期間を設ける必要があった。しかし、COVID-19による度重なる実験予定の変更や、本測定装置に組み込む予定だったレーザー装置の不調などにより、装置の構築は大幅に遅れることとなった。