高温高圧下における下部マントル鉱物の熱拡散率測定

高温高压下地幔矿物的热扩散率测量

基本信息

  • 批准号:
    12J09119
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.73万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
  • 财政年份:
    2012
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2012-04-01 至 2015-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

現在の地表における熱流量は約46 TWであると見積もられている。しかし、地球深部における熱の内訳を観測から明らかにすることは非常に難しい。特に核からマントルに放出される熱流量は地球のダイナミクス、地球の熱進化を議論する上で非常に重要である。マントル底部は熱伝導による熱輸送が卓越する熱境界層であるため、外核からマントルへの熱流量は温度勾配と構成鉱物の熱伝導率の積で表すことが出来る。先行研究による最下部マントルの熱伝導率の見積もりは3-30 W/m/Kと大きな幅があり、地球科学的な議論に耐えうるものではなかった。そこで本研究ではダイヤモンドアンビルによる高圧発生とサーモリフレクタンス法による熱拡散率測定を組み合わせることで高圧下における下部マントル構成鉱物の熱伝導率決定を行った。サーモリフレクタンス法はサンプル表面にスパッタした金属の反射率が表面温度の変化に比例して変化する現象を応用した測定法である。本年度は外部抵抗加熱式ダイヤモンドアンビルセルを用いた高温下におけるマントル鉱物の熱拡散率に向け、より高温下まで測定を拡張し、温度依存性を解明することを試みた。昨年度、高圧印加資料の周辺に設置したヒーターは大気圧下に置かれていた。本年度、試料室周辺を真空にする真空チャンバの導入を行うことで、予察的ではあるが、1300 ℃の高温発生に成功した。また、最下部マントルの70 vol%を占める主要鉱物であるMgペロフスカイトは下部マントル温度圧力条件において、鉄、アルミニウムが少量固溶することが知られている。そこで、マルチアンビル高圧発生装置で鉄とアルミニウムを含んだMgペロフスカイトを合成し、熱拡散率測定を開始した。これまで熱拡散時間測定時の反射材として用いていたプラチナは試料中の鉄と反応してしまうため、反射材として金を用い、それに伴い温度測定用レーザーの波長を532 nmに変更した。
At present, the における heat flow における on the <s:1> surface is approximately 46 TWであると as seen in the accumulation of における られて る る. It is extremely に difficult to accurately measure 訳を観 ら light ら にする にする と と と と に in the earth 's deep における heat <s:1>. Trevor に nuclear か ら マ ン ト ル に release さ れ る heat flow は earth の ダ イ ナ ミ ク ス talk, earth の thermal evolution を す る で very important で に あ る. マ ン ト ル は at the bottom of the hot 伝 guide に よ る heat transfer が excellence す る thermal boundary layer で あ る た め, outer core か ら マ ン ト ル へ の heat flow は temperature hook with と form the 鉱 の 伝 heat conductivity の product で table す こ と が る. Leading research に よ る lowermost マ ン ト ル の 伝 heat conductivity の see product も り は 3-30 W/m/K と き な picture が あ り, earth science な of に え う る も の で は な か っ た. そ こ で this study で は ダ イ ヤ モ ン ド ア ン ビ ル に よ る high 圧 発 raw と サ ー モ リ フ レ ク タ ン ス method に よ る hot company spread rate determination を group み close わ せ る こ と で high 圧 に お け る lower マ ン ト ル の hot 伝 conductivity decide that form the 鉱 を line っ た. サ ー モ リ フ レ ク タ ン ス method は サ ン プ ル surface に ス パ ッ タ し た metal の reflectivity が の surface temperature variations change に proportion し て variations change す る phenomenon を 応 with し た measurement で あ る. This year は external resistance heating ダ イ ヤ モ ン ド ア ン ビ ル セ ル を with い た high temperature に お け る マ ン ト ル 鉱 の hot company bulk rate to け に, よ り high temperature ま で determination を company, zhang し, temperature dependency を interpret す る こ と を try み た. Last year, high-pressure printing and processing data are available at 辺に. Set the 辺に たヒ タ タ タ 辺に. Under high pressure, に set the た れて た た た. Week this year, sample room 辺 を vacuum に す る vacuum チ ャ ン バ の import line を う こ と で, to examine the で は あ る が, 1300 ℃ high temperature の 発 life に success し た. ま た, lowermost マ ン ト ル の 70 vol % を め る main 鉱 で あ る Mg ペ ロ フ ス カ イ ト は lower マ ン ト ル temperature pressure condition に お い て, iron objects, ア ル ミ ニ ウ ム が a small amount of solid solution す る こ と が know ら れ て い る. そ こ で, マ ル チ ア ン ビ ル high 圧 発 raw device objects で iron と ア ル ミ ニ ウ ム を containing ん だ Mg ペ ロ フ ス カ イ ト を synthetic し, hot company rate determination を began し た. こ れ ま で hot company, scattered time determination の reflective material と し て in い て い た プ ラ チ ナ は の iron objects in the sample と anti 応 し て し ま う た め, reflection と し て gold を い, そ れ に with い temperature measurement using レ ー ザ ー を の wavelength of 532 nm に - more し た.

项目成果

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专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Compression of Na0.4Mg0.6Al1.6Si0.4O4 NAL and Ca-ferrite-type phases
  • DOI:
    10.1007/s00269-012-0508-x
  • 发表时间:
    2012-04
  • 期刊:
  • 影响因子:
    1.4
  • 作者:
    S. Imada;K. Hirose;T. Komabayashi;Toshihiro Suzuki;Y. Ohishi
  • 通讯作者:
    S. Imada;K. Hirose;T. Komabayashi;Toshihiro Suzuki;Y. Ohishi
Sound velocity measurements of liquid Fe-Ni-S alloy at high pressure and temperature via inelastic X-ray scattering
通过非弹性 X 射线散射测量高压高温下液态 Fe-Ni-S 合金的声速
  • DOI:
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    麻生 尚文;V.C. Tsai;井出 哲;S. Hayami and Y. Motome;今田 沙織
  • 通讯作者:
    今田 沙織
Lattice thermal conductivity of MgO periclase at high pressur
高压下MgO方镁石的晶格导热系数
  • DOI:
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    S. Hayami;H. Kusunose;and Y. Motome;Saori Imada
  • 通讯作者:
    Saori Imada
Sound velocity of liquid Fe-Ni-S alloy at high pressure and temperature via Inelastic X-ray scattering
通过非弹性 X 射线散射研究高压高温下液态 Fe-Ni-S 合金的声速
  • DOI:
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    麻生 尚文;太田 和晃;井出 哲;Hidetoshi Masai;Saori Imada
  • 通讯作者:
    Saori Imada
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BL10XUでのマイクロX線集光ビーム利用のための新規精密X線回折システム
BL10XU 中用于微 X 射线聚焦光束利用的新型精密 X 射线衍射系统
  • DOI:
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    大石 泰生;平尾 直久;今田 沙織;廣瀬 敬;清水 克哉
  • 通讯作者:
    清水 克哉
高圧下における液体鉄ニッケル硫黄合金の密度測定
高压液态铁镍硫合金密度测量
  • DOI:
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    今田 沙織;MORARD Guillaume;桑山 靖弘;廣瀬 敬;平尾 直久;大石 泰生
  • 通讯作者:
    大石 泰生

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相似海外基金

第一原理格子熱伝導率計算およびベイズ最適化を用いた低格子熱伝導率物質の探索
利用第一原理晶格热导率计算和贝叶斯优化寻找低晶格热导率材料
  • 批准号:
    20J15625
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 1.73万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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