Changes of high-pressure properties of methane and hydrogen hydrates at low to high temperatures and inferring interiors of icy bodies

甲烷和氢水合物在低温到高温下高压特性的变化以及推断冰体内部

• 批准号: 22244055
• 负责人: HIRAI Hisako
• 金额: $ 25.96万
• 依托单位: Ehime University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010-04-01 至 2014-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22244055/
• 关键词: メタンハイドレート; 水素ハイドレート; 高圧; 氷惑星・衛星; 内部構造; 低温高圧; 高温高圧; ダイヤモンドアンビルセル; クライオスタット

Methane hydrate and hydrogen hydrate have been thought to be important constituents of icy planets and their satellites such as Neptune and Titan in the solar system, as well as in vast universe as proto-stars. The interiors of these icy bodies were inferred by probes of space crafts and by theoretical calculations, but experimental conformation has been quite limited. In the research, high pressure experiments from low temperatures to high temperatures, of which conditions were comparable to those of the interiors of icy bodies, were performed with both hydrates using diamond anvil cell, He-refrigerator cryostat, and laser-heating system. New phase changes and novel properties were observed for both hydrates. On the basis of the results, the interiors of icy planets and their satellites were inferred.

甲烷水合物和氢水合物被认为是构成冰冷行星及其卫星的重要成分，如太阳系中的海王星和土卫六，以及浩瀚宇宙中的原恒星。这些冰体的内部是由宇宙飞船的探测器和理论计算推断出来的，但实验结果相当有限。在研究中，利用金刚石砧池、He-refrigerator cryostat和激光加热系统，对两种水合物进行了从低温到高温的高压实验，实验条件与冰体内部的条件相当。两种水合物均出现了新的相变和新的性质。根据这些结果，推断出了冰行星及其卫星的内部结构。

项目成果

低温高圧下における水素ハイドレート低対称化のラマン分光による原因推定

利用拉曼光谱估计低温高压下水合物不对称性的原因

• 发表时间: 2013
• 作者: Ishiguro;M.…;Terada;H,…;他17名;香川慎伍，平井寿子，田中岳彦，松岡岳洋，大石泰生，八木健彦，大竹道香，山本佳孝
• 通讯作者: 香川慎伍，平井寿子，田中岳彦，松岡岳洋，大石泰生，八木健彦，大竹道香，山本佳孝

約11GPaにおけるＤ２Ｏ氷VIIの相転移の存在

D2O 冰 VII 在约 11 GPa 下存在相变

• 发表时间: 2013
• 作者: 田家慎太郎;山崎歴舟;素川靖司;中村悠介;高橋義朗;門林宏和，平井寿子，大石泰生，松岡岳洋
• 通讯作者: 門林宏和，平井寿子，大石泰生，松岡岳洋

A stabilizing mechanism of carbon dioxide hydrate under low-temperature and high-pressure.

低温高压下二氧化碳水合物的稳定机理。

• 发表时间: 2012
• 期刊: Photon Factory Activity Report
• 作者: Hirai;H.;Nakano;S.;Yamamoto;Y.;Yagi;T.;Kikegawa;T.
• 通讯作者: T.

Phase changes of filled ice Ih methane hydrate under low temperature and high pressure

• DOI: 10.1063/1.4820358
• 发表时间: 2013-09-14
• 期刊: JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS
• 影响因子: 4.4
• 作者: Tanaka, Takehiko;Hirai, Hisako;Irifune, Tetsuo
• 通讯作者: Irifune, Tetsuo

Phase changes of carbon dioxide and methane hydrates under high pressure, and the implications for the Earth and planetary sciences

高压下二氧化碳和甲烷水合物的相变及其对地球和行星科学的影响

• 发表时间: 2011
• 作者: Hirai;H. et al
• 通讯作者: H. et al