マントル最下部構成鉱物の圧力-体積-温度状態方程式の確立

构成地幔最低部分的矿物的压力-体积-温度状态方程的建立

• 批准号: 05J08265
• 负责人: 駒林 鉄也
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05J08265/
• 关键词: 地球深部; 高温高圧; 放射光; 鉱物

高輝度放射光施設SPring-8(兵庫県)のビームラインBL10XUへ設置した抵抗加熱(外熱)式ダイアモンドアンビルセル(DAC)を用いて、マントル最下部構成鉱物の相関係、および物性を測定した。1.昨年度実験が終了していたCaSiO_3組成のペロブスカイトの相転移温度圧力境界について、国際学会誌Earth and Planetary Science Lettersに投稿した。現在改定稿を提出し、編集委員からの返答待ちである。2.MgSiO_3組成のポストペロブスカイト、ペロブスカイトの熱膨張率を測定し、圧力-体積-温度状態方程式を両相について構築した。出発物質にMgSiO_3組成のゲルを用い、DACに封入した。ペロブスカイト、ポストペロブスカイトそれぞれの安定領域内でレーザー加熱を行い、一つのセルの中で2相を合成した。これにより、低圧相と高圧相の体積の同時測定、直接比較が可能である。抵抗加熱式DAC、およびレーザー加熱DACにより、高温高圧X線その場観察実験を行い、それぞれの装置で、832K、2330Kまでの両相の熱膨張率を測定した。実験データをバーチマーナガンの状態方程式にフィットし、熱弾性パラメータを決定した。その結果、マントル最下部条件において、(1)両相の体積差(密度差)は温度に依存せずほぼ一定(1.5%)である。(2)両相は同程度の熱膨張率を持つ。(3)両相の熱膨張率は1.1^*10^<-5>K^<-1>と小さく、密度差1.5%は、相転移を考えない場合の1000Kの温度異常に対応することがわかった。これらの結果をマントルダイナミクスと関連させて議論し、現在国際学会誌Earth and Planetary Science Lettersに投稿準備中である。

High brightness radiation application SPring-8(Hyogo Prefecture) of the first phase of the BL10 XU set up to resist heating (external heat) formula of the first phase of the DAC (DAC), the lowest phase of the composition of the phase relationship, and physical properties of the measurement. 1. The final phase of CaSiO_3 composition is the phase shift of temperature and pressure, and the International Society for Earth and Planetary Science Letters has submitted papers. Now the final draft is proposed, and the editorial board members are waiting for the answer. 2. Determination of thermal expansion rate of MgSiO_3 composition and construction of pressure-volume-temperature equation of state. The composition of MgSiO_3 and DAC were studied. In the stable field, there are two phases: heating and synthesis. Simultaneous measurement of the volume of the low and high pressure phases, direct comparison is possible. The thermal expansion rate of heat resistant DAC, heat resistant DAC, high temperature and high pressure X-ray field observation equipment at 832K and 2330K was measured. The equation of state of the heat exchanger is determined by the heat exchanger. The lowest conditions are: (1) the volume difference (density difference) of the phase is temperature dependent;(2) the temperature is constant (1.5%). (2)The thermal expansion rate is maintained at the same level. (3)The thermal expansion rate of the phase is 1.1^*10^<-5>K <-1>^, the density difference is 1.5%, and the phase shift is 1000K. The results of this study are currently being prepared for submission to the International Society for Earth and Planetary Science Letters.