一粒の石英粒子のカソードルミネッセンス分析によるダスト供給源推定法の開発

利用单个石英颗粒的阴极发光分析开发灰尘源估算方法

基本信息

批准号：
24651020
负责人：
長島佳菜
金额：
$ 2.5万
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 Challenging Exploratory Research
财政年份：
2012
资助国家：
日本
起止时间：
2012-04-01 至 2013-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

これまでのダスト供給源推定法は、分析に多くの量（数mg～数100mg）を必要とするため、極微量の風送ダスト試料に対して、用いることが出来なかった。そこで本研究は、カソードルミネッセンス（CL）分析を利用した、個別石英粒子の供給源推定法の確立を目的としている。タクラマカン砂漠、ゴビ砂漠、中国北部の砂漠（Mu Us,　Hobq砂漠等）表層の砂泥試料、更にチベット北縁・Kunlun山脈のレス試料について、20μm以下の細粒の石英粒子（一部粗粒も含む）を選び、岡山理科大学でCL分析を行った。得られたCLは、石英粒子毎に差が大きいものの、砂漠毎に特徴的なスペクトル形を示した。そこでその特性を明らかにするため、得られたCLスペクトルをピークの中心位置（ev）や半値幅が既知である複数のピーク（正規分布）へ分離し、スペクトルを構成するピーク（それぞれ１つもしくは複数の石英の構造欠陥・不純物元素に対応）と強度のデータを抽出した。その結果、全てのCLスペクトルが6つのピークに分離されることが分かった。各ピークの相対強度は、大きな標準偏差を持つものの、砂漠による共通の特徴をいくつか示した。例えば、タクラマカン砂漠およびKunlun山脈の試料は、1.7 eV付近のピークの相対強度が高く、このピークを形成する石英中のFe3+中心の存在が、タクラマカン砂漠起源の石英を特徴づけている可能性が高い。一方、こうした結果を日本に運ばれるダストの供給源推定に応用するため、鳥取乾燥地研究センターと名古屋大学において、湿性/乾性沈着ダストの採取を行った。今後は、CLによる供給源推定の精度を上げ、得られた試料を用いて、CL分析による供給源推定と、衛星・地上気象観測データ、およびモデル実験から予測される供給源との比較を行い、手法の有用性の検証を進めたい。

以前的尘埃源估计方法无法用于超低吹气的灰尘样品，因为它们需要大量数量（几毫克至几百毫克）进行分析。因此，本研究旨在建立一种使用阴极发光（CL）分析估算单个石英颗粒来源的方法。在中国北部的Taklamakan沙漠，Gobi沙漠和沙漠（MU US，Hobq Deserts等）的表面上选择了石英（20μm或更少）（包括一些粗粒）的细晶粒（包括一些粗粒），以及在塞特比特（Clibet）北部边缘的Kunlun Mountains，在Okeama分析中表演了Okeama Science Oneclice Inscient。所获得的CL在每个沙漠中显示出独特的光谱形状，尽管每个石英颗粒之间存在很大的差异。为了澄清特征，将所获得的Cl光谱分为多个峰（正常分布），具有峰和半宽度宽度的已知中心位置（EV），以及构成光谱的峰的数据（每个峰的数据对应于一个或多个石英的结构缺陷和杂质），并提取了强度。结果表明，将所有CL光谱分为六个峰。尽管它们具有较大的标准偏差，但每个峰的相对强度表现出一些共同的沙漠特征。例如，塔克拉马坎沙漠和昆伦山脉的样品在1.7 eV左右具有较高的峰值相对强度，而在石英中，Fe3+中心的存在很可能形成了该峰的特征是Taklamakan沙漠起源的石英。同时，在Tottori干燥区研究中心和名古屋大学收集了潮湿/干沉积的灰尘，以便应用这些结果以估算运送到日本的灰尘的来源。将来，我们希望提高使用CL的源估计的准确性，并使用所获得的样品使用CL分析与卫星和地面天气观察数据进行比较源估计，并根据模型实验预测的来源，并验证该方法的实用性。