超高温高圧実験に基づく内核中の軽元素の研究

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地球の内核は330-360万気圧、数千度という超高温高圧の世界である。従って、これらの温度圧力条件を実験室内で再現することは地球の中心を知る上で本質的に重要であるが、これまで200万気圧以上で高温実験を行うことは世界の誰にも実現できなかった。私は地球の核の振る舞いを理解するために超高温高圧実験の技術開発を行い、レーザー加熱ダイヤモンドアンビルを用いて世界で始めて300万気圧以上の長高圧下で高温実験を行うことに成功した。さらにこの技術開発の過程において、これまで理論的にはその存在が予測されながらこれまで実証されていなかった、黄鉄鉱構造のシリカの合成に成功し、また、この黄鉄鉱構造のシリカの結晶構造を280万気圧2000度という超高圧高温状熊で観察することに成功した。さらにこの新しい結晶構造をもつシリカが地球型系外岩石惑星や海王星などの核を形成する可能性を示した。また、地球中心核の主要物質であると考えられている鉄や鉄-ニッケル合金の超高圧高温実験を行い、320万気圧というこれまで誰も達成したことのない超高圧下におけるこれらの金属の構造を観察することにも成功している。この私の開発した300万気圧以上での超高温高圧実験は現在のところ他に実現できるグループは存在せず、今後この技術を用いて地球中心物質の振る舞いを研究することにより、これまで未知の世界であった地球の中心核についての理解が深まることが期待される。