第一原理電子状態計算法による含水カンラン石高圧相の構造と弾性特性の解明

利用第一性原理电子结构计算方法阐明水合橄榄石高压相的结构和弹性性质

• 批准号: 06J40001
• 负责人: 土屋 旬
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Ehime University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06J40001/
• 关键词: マントル遷移層; 弾性; 含水量; 高圧; 第一原理計算

前年度に引き続き、第一原理電子状態計算法を用いて含水カンラン石高圧相(β相)構造中に1.65,3.3wt%の水を含んだ組成に関し水素欠陥構造の決定とその弾性特性を調べた。弾性定数は構造中に含まれる水の量に比例して減少し、実測とのよい一致が得られた。さらにまだ実験的に報告されていない含水β相の弾性定数の圧力変化を計算し、マントル遷移層圧力条件下における含水β相の地震波速度を見積もった。その結果、マントル遷移層上部圧力(約15GPa)において最大水固溶量3.3wt%まで含む場合、含水β相の速度は無水の速度に対しp波,s波それぞれ-3.9%,-4.8%程度減少するという結果が得られた。さらにこのβ相に1wt%の水が含まれることによって減少する体積弾性率・剛比率はそれぞれ340-430K,290-350Kの温度上昇によって引き起こされる体積弾性率・剛性率の減少と同等であるということが見積もられた。すなわち、マントル遷移層における低速度領域は、高温異常と水の濃集の両方によって説明可能である。またwadsleyiteのVp/Vs比や異方性に与える水の影響についても調べ、地震波の観測によって報告されている結果との比較により、マントル遷移層における水の効果について包括的な議論を行った。

Lead before the annual に き 続 き state, the first principle of electronic computing method を い て aqueous カ ン ラ ン stone high 圧 phase (beta) constructor に 1.65, 3.3 wt % の を water containing ん だ composition に masato し owe 陥 water element structure の decided と そ の 弾 sexual characteristics を adjustable べ た. In the elastic invariant <s:1> structure, if the ratio of に containing まれる water <s:1> に て decreases て and the actual measurement of と and よ よ is consistent が, the られた is obtained. さ ら に ま だ be 験 に report さ れ て い な い aqueous phase beta の 弾 sexual destiny の pressure variations を calculation し, マ ン ト ル migration layer under the condition of pressure に お け る aqueous phase beta の seismic wave velocity を see product も っ た. そ の results, マ ン ト ル migration upper layer pressure (about 15 gpa) に お い ま て the most amount of water solid solution 3.3 wt % beta phase の で む occasions, water cut speed は anhydrous の speed に し seaborne p wave and s wave そ れ ぞ れ - 3.9% - 4.8% decrease す る と い う results ら が れ た. さ ら に こ に の beta phase 1 wt % の が water containing ま れ る こ と に よ っ て reduce す る 弾 sex rate, volume ratio just は そ れ ぞ れ 340-430 k, 290-350 k の temperature rise に よ っ て lead き up こ さ れ の る 弾 sex ratio, rigid volume rate reduce と equal で あ る と い う こ と が see product も ら れ た. Youdaoplaceholder0, すなわち ト ト ト ト と migration layer における low-velocity domain, high-temperature anomaly と water <s:1> concentration <e:1> both sides によって indicate that it may である. ま た wadsleyite の Vp/Vs ratio や different party に and え の る water に つ い て も べ, seismic wave の 観 measuring に よ っ て report さ れ て い る results と の is に よ り, マ ン ト ル migration layer に お け る water の unseen fruit に つ い て line including な of を っ た.

项目成果

First principles investigation of the structural and elastic properties of hydrous wadsleyite under pressure

• DOI: 10.1029/2008jb005841
• 发表时间: 2009-02
• 期刊: Journal of Geophysical Research
• 作者: J. Tsuchiya;T. Tsuchiya

First principles studies of hydrous wadsleyite under high pressure.

高压下水合瓦兹利石的第一性原理研究。

• 发表时间: 2006
• 作者: S. Noda;B. S. Song;Y. Akahane;T. Asano;Hanke G.T.;J. Tsuchiya
• 通讯作者: J. Tsuchiya

First principles prediction of new high-pressure phase of InOOH

• DOI: 10.2465/jmps.071022e
• 发表时间: 2008-04
• 期刊: Journal of Mineralogical and Petrological Sciences
• 影响因子: 0.7
• 作者: J. Tsuchiya;T. Tsuchiya;A. Sano;E. Ohtani