極地氷床氷の結晶組織変遷プロセスの解明

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当初の計画では1. 低応力下での結晶粒成長を含めた再結晶のプロセスと集合組織発達のメカニズムの解明、2. 氷床中での同位体や不純物の粒界拡散を考慮した古気候・古環境情報解読の高精度化、3. グリーンランドで採取されたNEEM氷のフィルン圧密過程における固体微粒子の影響を目的とした。1. 低応力下での結晶粒成長を含めた再結晶のプロセスと集合組織発達のメカニズムの解明では、純粋せん断変形と単純せん断変形に対して、定常歪速度で大変形できる装置を開発し、人工多結晶氷および単結晶氷を用いて実験を行った。この結果集合組織発達のメカニズムについて新たな知見を得ることができ、国内学会で発表した、また国際誌に投稿中である。2. 氷床中での同位体や不純物の粒界拡散を考慮した古気候・古環境情報解読の高精度化では, シリカ粒子や硫酸および塩酸を含有した多結晶氷を作成し, 変形による動的再結晶の実験を行った. そして, 粒界移動による不純物の移動について予備的な結果を得た.3. グリーンランドで採取されたNEEM氷のフィルン圧密過程における固体微粒子の影響では、フィルンクリープ装置を設計製作した。氷床試料を用いる前に人工のフィルン氷を製作し、温度-20℃、-15℃、-10℃、-5℃、応力0.1、0.2、0.3MPaでワイヤー荷重クリープ実験を行い、ワイヤー下の歪速度、結晶粒径、密度の空間的および時間的変化を調べた。そして、これらの結果と歪み速度の変化の検討を行った。クリープ初期には氷粒子の焼結圧密が進み硬化が進行していくこと、また後半は転位クリープによる塑性変形が進行していくことによりワイヤー降下がうまく説明できることが明らかになった。