揮発性軽元素の親鉄性に関する実験的研究-地球コア中の軽元素の定量を目指して-

挥发性轻元素亲铁性实验研究——以地核轻元素测定为目标——

基本信息

批准号：
06222216
负责人：
橋爪光
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1994
资助国家：
日本
起止时间：
1994 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-06222216/
关键词：
窒素分配親鉄性地球コア

项目摘要

(1)高圧分配実験:2.6GPa下での珪酸塩(rhelzolite)メルト-金属鉄間での窒素の分配を調べる実験を行った。実験の結果、窒素はかなり親鉄性が高いことがわかった。2,6GPaでの分配係数(C(鉄)/C(珪酸塩))はそれぞれ22及び9であった。また、三酸化鉄を加えてより酸化的な雰囲気で分配させたものでは2GPaにおいて分配係数は114であった。窒素と酸素は珪酸塩中で排他的な関係にあるのではないかと推測する。すなわち、両者は珪酸塩中で同じサイトを奪い合う関係にあるのではないかという予想を裏付けるデータが得られた。データ数がまだ少なく定量的議論に関しては今後の追試が期待されるところであるが、地球に含まれる窒素の相当量が金属鉄コアに含まれているのではないか、という仮説の検証に向けて興味深い結果が得られた。(2)数値実験:隕石母天体のような小さな(〜100Km)天体中の窒素・炭素・水素の輸送について数値シミュレーションを行った。本実験では熱力学データおよびコンドライト隕石のガス浸透率データ、揮発性元素の初期分布などのパラメータを組み合わせて様々な計算を行った。その結果、キャリアガス(例えば、COガス又はH2ガス)の流量、ガス浸透率などのパラメータに大きく依存することなく金属相が窒素を保持するのに大きな役割を果たすことがわかった。また、この際、炭素も窒素同様親鉄性の振る舞いをすることがわかった。

（1）高压分配实验：进行了一个实验，以研究2.6 GPA的硅酸盐（犀牛）熔体和金属铁之间的氮分配。实验表明，氮是相当铁的。在2,6GPA处的分区系数（C（铁）/C（硅酸盐））分别为22和9。此外，当添加三氧化铁以在更氧化的气氛中分布时，分区系数在2GPA时为114。我们推测氮和氧气可能在硅酸盐中具有独家关系。换句话说，获得了数据以支持这两个预测，即两者可能处于硅酸盐之间的相互竞争关系。数据的数量仍然很少，并且希望对定量讨论进行进一步的重新测试，但是已经获得了有趣的结果来检验以下假设：地球中大量含有大量的氮包含在金属铁芯中。（2）数值实验：数值模拟是在小（最高100公里）体内的氮，碳和氢（例如陨石母体）中进行的。在此实验中，通过结合热力学数据，软骨陨石的气体渗透性数据以及挥发性元件的初始分布来进行各种计算。结果，发现金属相在保留氮中起着重要作用，而没有很大程度上取决于参数，例如载气的流速（例如CO CO或H2气体）和气体渗透性。还发现碳的行为与氮的行为一样。