最下部マントル物質の粘性率の決定

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マントル最下部の粘性構造や温度構造、あるいは化学構造に物質化学的なアプローチにより新たな制約を与えることを本研究の目的としている。そのマントル最下部を主要に構成している物質は、ペロフスカイト型結晶構造を持つ(Mg,Fe)SiO3ブリッジマナイトあるいはその高圧相であるポストペロフスカイトであると考えられる。そこで、マントル最下部の温度や粘性率を物質科学的なアプローチにより考察するために、ブリッジマナイトとポストペロフスカイトのレオロジーに関する実験的研究を行う。ただし、MgSiO3 ポストペロフスカイトは120 GPaという高圧下のみで安定であり実験的困難さが大きいために、ABX3のストイキオメトリで表されるペロフスカイト型とポストペロフスカイト型の結晶構造をもつアナログ物質でMgSiO3と近い結晶軸比（c/aさらにはb/a）を持つフッ化物からのアプローチも行う。初年度ではD111型装置高圧変形装置を用いて高温高圧下でNaNiF3に関する変形実験を行った。この装置は現在世界に数台のみであり、一つが我々の研究室に設置されている装置であり、他に、放射光施設の高圧ビームライン（高エネ研とSPring-8）に同型機が設置されている。変形実験は5-20 GPaの圧力でペロフスカイトとポストペロフスカイトのそれぞれの粘性率を測定した。その結果は、1桁の範囲内で両相の粘性率は調和的であることを示している。つまり、ポストペロフスカイトへの相転移によって大きな粘性率の変化は期待できないということである。ここで得られた粘性率は、絶対値の議論にはアナログ物質故に適さないが、相対的なそれは、その結晶構造に依存していると考えることが可能であると考えている。