マントル中における水のダイナミクスと地球深部での水のサイクル

地幔中的水动力学和地球深处的水循环

• 批准号: 19740324
• 负责人: LITASOV Konstant
• 金额: $ 1.98万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-19740324/
• 关键词: 岩石・鉱物・鉱床学; 地球惑星科学; 地殻・マントル・核; 地球・惑星内構造; 水循環

2007年の研究成果:1.アルミニウム、水素を含むスティショバイトのポストスティショバイト相転移(スティショバイトからCaC12構造への相転移)の圧力が低圧側へと大きく移動することが明らかとなった。またアルミニウムを含むスティショバイトでは25GPaで相転移することが分かった(アルミニウムを含まない場合の相転移圧力は50-60GPa)。この結果より、これまで謎とされていた下部マントル最上部における地震波異常の原因を、沈み込む海洋スラブ中におけるポストスティショバイト相転移で説明できる可能性がある。またアルミニウムを含むスティショバイトは20GPaで0.3wt%まで水を含みうることが分かった。2.鉄を含む場合と含まない場合のオリビン、ウォズリアイト、リングウッダイトの含水量を系統的に調べ、上部マントルとマントル遷移層における含水量マップを推定した。3.SPring-8放射光施設において、マルチアンビル高圧装置と放射光X線を用いて含水B相と鉄を含むD相の圧力-体積-温度の関係を調べ、各相の状態方程式を得た。これにより、マントル深部条件でのパイロライト組成における含水B相とD相の密度を正確に見積もることが可能となった。下部マントル最上部におけるこれらの含水相による沈み込むスラブ(1wt%の含水量)の密度は、1.5-2.0%減少することが明らかとなった。以上より、1wt%以上の水を含む含水スラブは周囲のマントル岩石よりも軽く、下部マントル深部までは沈み込んでいかないであろう。

2007 の research results: 1. ア ル ミ ニ ウ ム, water contains を む ス テ ィ シ ョ バ イ ト の ポ ス ト ス テ ィ シ ョ バ イ planning ト phase shift (ス テ ィ シ ョ バ イ ト か ら へ CaC12 structure planning の phase shift) の pressure low が 圧 side へ と big き く mobile す る こ と が Ming ら か と な っ た. ま た ア ル ミ ニ ウ ム を containing む ス テ ィ シ ョ バ イ ト で は 25 gpa moving phase planning で す る こ と が points か っ た (ア ル ミ ニ ウ ム を containing ま な の い venues planning move pressure は 50 to 60 gpa). こ の results よ り, こ れ ま で mystery と さ れ て い た lower マ ン ト ル most upper に お け る seismic wave abnormal を の reasons, shen み 込 む Marine ス ラ ブ in に お け る ポ ス ト ス テ ィ シ ョ バ イ planning ト phase shift で illustrate で き る possibility が あ る. ま た ア ル ミ ニ ウ ム を containing む ス テ ィ シ ョ バ イ ト は 20 gpa 0.3 wt % で ま で を water containing み う る こ と が points か っ た. 2. Iron objects を including む occasions と ま な い occasions の オ リ ビ ン, ウ ォ ズ リ ア イ ト, リ ン グ ウ ッ ダ イ ト の を moisture content system of upper に べ, マ ン ト ル と マ ン ト ル migration layer に お け る moisture マ ッ プ を presumption し た. 3. The SPring - 8 radiation light facilities に お い て, マ ル チ ア ン ビ ル と 圧 high radiation light X-ray を using い て aqueous phase B と iron objects を containing む の D phase pressure - volume - temperature の masato is の を べ, each phase state equation を た. こ れ に よ り, マ ン ト ル deep condition で の パ イ ロ ラ イ ト composition に お け る aqueous phase と D phase B の density を に see right product も る こ と が may と な っ た. The most upper lower マ ン ト ル に お け る こ れ ら の aqueous phase に よ る shen み 込 む ス ラ ブ の water content (1 wt %) の は density, 1.5 2.0% reduce す る こ と が Ming ら か と な っ た. Above よ り, water more than 1 wt % の を containing む aqueous ス ラ ブ は weeks 囲 の マ ン ト ル rock よ り も 軽 く, lower マ ン ト ル deep ま で は shen み 込 ん で い か な い で あ ろ う.

项目成果

Stability of carbonated basaltic melt at the base of the Earth's upper mantle

地球上地幔底部碳酸盐玄武岩熔体的稳定性

• 发表时间: 2007
• 期刊: Geophys. Res. Lett. 34(web掲載)
• 作者: Ghosh;S.;Ohtani;E.;Litasov;K.D.;Suzuki;A.;Sakamaki;T.
• 通讯作者: T.

Effect of Al^<3+>and H^+ on the elastic properties of stishovite

Al^<3>和H^对石英弹性体的影响

• 发表时间: 2007
• 期刊: American Mineralogist 92
• 作者: Morlok;A.;D.Uematsu et al.;大谷 栄治
• 通讯作者: 大谷 栄治

Temperature dependence and mechanism of hydrogen incorporation in olivine at 12.5–14.0 GPa

• DOI: 10.1029/2007gl030737
• 发表时间: 2007-08
• 期刊: Geophysical Research Letters
• 影响因子: 5.2
• 作者: K. Litasov;E. Ohtani;H. Kagi;S. Jacobsen;S. Ghosh

Systematic study of hydrogen solubility in Fe-free wadsleyite: Implication to water storage capacity of the transition zone

无铁硅锰矿中氢溶解度的系统研究：对过渡带储水能力的影响

• 发表时间: 2007
• 作者: Litasov;K.D.;Shatskiy A.;Ohtani E.;Katsura T.
• 通讯作者: Katsura T.

The compressibility of Fe- and Al-bearing phase D to 30 GPa

• DOI: 10.1007/s00269-006-0136-4
• 发表时间: 2007-04-01
• 期刊: PHYSICS AND CHEMISTRY OF MINERALS
• 影响因子: 1.4
• 作者: Litasov, Konstantin D.;Ohtani, Eiji;Funakoshi, Kenichi
• 通讯作者: Funakoshi, Kenichi