地球内部の揮発性成分と大気の起源

地球内部的挥发性成分和大气的起源

• 批准号: 62611510
• 负责人: 藤井 敏嗣
• 金额: $ 1.92万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 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: 1987
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1987 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-62611510/
• 关键词: マグマオーシャン; 炭素の溶解度; 超高圧実験; 核形成; 地球の炭素; 水素比

本年度は高温超高圧下での揮発性成分を含む系の実験を可能にする技術の開発とFe(Ni)-C-H_2O-珪酸塩素の溶融関係の研究を行った. この研究はマグマオーシャンとそれに付随した核形成のプロセスでC,Hに代表される揮発性成分がどのようなふるまいをするかを明らかにするためのものである. 出発物質として, Fe, Ni金属+ペリドタイト±含水鉱物を用い, グラファイト容器中で高温高圧実験を行なった. その結果, ペリドタイトの部分溶融度と金属相の合体・成長との関係など核形成のプロセスを理解する上で重要な基礎データが得られた. また, 一連の実験で生成された金属相中の炭素量を推定した結果, (1)等圧条件下では炭素量は温度増加に伴ない, 増加する, (2)等温条件下では, 圧力増加に伴ない減少する傾向があることが分った. またH_2Oを含む実験では金属相中に0.1μm程度の微小空げきが多数認められ, 超高圧下では多量のHが金属中に溶解していたことが推定される. これらの結果から, マグマオーシャンの表面付近(低圧)で金属成分は炭素を溶解して, マグマオーシャン中を沈降し, 炭素を含む核形成に関写するというプロセスが考えられる. 沈降の途中, 昇圧により過飽和となった炭素の一部はマグマオーシャン中にはきだされることになる. 水素の金属相への溶解度が低圧では小さく, 超高圧下で急激に増加するという, これまでの研究結果と合わせて考察すると, 現在の大気を含めた地球表面付近のC/H比が地球の始源物質に比べ, 極端に小さいという問題の解決への糸口がみつかったと言える. 本年度は技術開発(シール技術, 精密な計測系)に時間がとられ, C, Hの定量法を確率するには至らなかった. また炭酸塩鉱物の高圧下での安定性の問題は冷却固化の過程でのC成分の挙動を明らかにする上で重要であるので予備的実験を行った. 今後の揮発性成分を含む系としては重点的に研究されるべき分野と考えられる.

This year, the development of technology for the possible realization of reactive components and systems at high temperature and high pressure and the study of the melting relationship between Fe(Ni)-C-H_2O-guanidinium were carried out. This study is based on the results of the nuclear formation of C,H, and the chemical composition of C. For the development of substances, Fe, Ni metal + ions are used in the production of aqueous substances, such as high temperature and high pressure in containers. As a result, the partial solubility of the crystal and the relationship between the growth of the metal phase and the formation of the nucleus are important for understanding the basic structure of the crystal. The estimation results of carbon content in metal phase are as follows: (1) carbon content increases with temperature under constant pressure condition;(2) carbon content decreases with pressure increase under isothermal condition. H_2O content in the metal phase is about 0.1μm, and a large amount of H_2O is dissolved in the metal phase under high pressure. As a result, the surface of the carbon is dissolved, the carbon is precipitated, and the core is formed. On the way to settlement, the pressure is too high. The solubility of water in metal phase is small at low pressure, and increases rapidly at high pressure. The results of this study are combined with the investigation. At present, the high pressure includes the C/H ratio near the earth surface, the ratio of the source material of the earth, and the solution of the problem of extreme small pressure. This year's technical development (technology, precision measurement system) time, C, H quantitative method to determine the rate of change. The stability of carbon dioxide under high pressure is an important problem in the process of cooling and solidification. In the future, the research on the chemical composition of active compounds will focus on the research of active compounds.