マントル内部の水輸送シミュレーション:地球規模の化学的不均質構造の解明にむけて
地幔内水传输的模拟:阐明全球化学异质性结构
基本信息
- 批准号:14J10035
- 负责人:
- 金额:$ 1.79万
- 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:2014
- 资助国家:日本
- 起止时间:2014-04-25 至 2017-03-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
本課題では,数理モデルによりマントル内部水輸送を再現し,その結果から地球マントルの化学進化を解明することを目標としている.前年度までに,水と微量元素の輸送を含むモデル化の大綱は完成していた.本年度は,より現実的な水輸送を再現し,天然の岩石の化学データと比較するため,計算コードを次のように拡張した:(1)浸透率に応じた流体相の運動の導入,(2)MPS法による高精度な水素拡散の導入,(3)複数核種(U,Th,Pb,Rb,Sr等)について,脱水実験に基づく元素の固液分別・放射壊変に伴う増減・粒子法に基づく輸送のモデル化.この計算コードを大型計算機TSUBAMEで実行した結果,マントル浅部での脱水/加水で発生する化学不均質は,プレート-スラブの近傍(高粘性域)で発生するため,マントル全体に亘って簡単には混合されないことが再現された.一方,海洋スラブが下部マントルへ崩落する際,含水リングウッダイトの分解に伴ってマントル広域で自由流体が発生し,同時に広域な物質分化と効率的な不均質の輸送が再現された.その際,親水成分に富む含水プルームを伴う場合もあった.この過程で発生する不均質の分布と元素濃度変化が,下部マントルの最大含水率,および各元素の下部マントル物質/水間の分配係数に強く依存することを示し,将来の高圧実験でこの新たな分化過程の重要性を検証できることを提言した.特に超大陸の形成する時代,その直下で滞留スラブの崩落が優勢になるため,地球史を通じて大陸の離合集散がマントルの同位体進化と密接に関連してきた可能性がある.滞留スラブ崩落に伴う脱水は近年の地震学からも提言されており,本結果はマントル内部水輸送の観測分野に対しても示唆を与える.当該研究について日本地球惑星科学連合大会で発表し,学生優秀発表賞を受賞した.研究成果は東京工業大学の博士論文となったほか,国際誌への投稿を予定している.
In this project, the mathematical model of internal water transport is reproduced. the results show that the chemical evolution of the earth is very important. In the previous year, the trace elements in water were sent to the chemical industry in order to complete the project. This year, the water transport system will be reproduced. The chemical properties of natural rocks are compared with those of natural rocks, and the results are as follows: (1) the infiltration rate, the kinetic absorption of fluid phase, (2) the high precision absorption of water by MPS method, and (3) the multiplicity of nuclear species (Uthraum, helium, Pbregor, Sr, etc.) The basic elements of dehydration, the solid-liquid, the solid-liquid and the particle method. On the one hand, the lower part of the ocean has a significant impact on the collapse, and the water content has a significant impact on the free fluid generation in the region. in the same time domain, there is a significant difference in the rate of physical differentiation in the same time domain. The water composition is rich, the water content is rich, and the temperature is compounded. During the process, the non-uniform distribution of temperature, the maximum moisture content of the lower temperature, and the distribution of temperature
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
水が沈み込むスラブの挙動に与える効果
水对下沉板性能的影响
- DOI:
- 发表时间:2014
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:太田庸介;伊藤幸裕;鈴木孝禎;中尾篤史・岩森光・中久喜伴益
- 通讯作者:中尾篤史・岩森光・中久喜伴益
Role of Water in Subduction Zone Dynamics
水在俯冲带动力学中的作用
- DOI:
- 发表时间:2016
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Iwamori;H.;Horiuchi;S.;Nakao;A.;and Nakakuki;T.
- 通讯作者:T.
スラブの脱水とプレート沈み込みのダイナミクス
板片脱水和板块俯冲动力学
- DOI:
- 发表时间:2014
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:太田庸介;伊藤幸裕;鈴木孝禎;中尾篤史・岩森光・中久喜伴益
- 通讯作者:中尾篤史・岩森光・中久喜伴益
Effects of water transportation on subduction dynamics: Roles of viscosity and density reduction
- DOI:10.1016/j.epsl.2016.08.016
- 发表时间:2016-11-15
- 期刊:
- 影响因子:5.3
- 作者:Nakao, Atsushi;Iwamori, Hikaru;Nakakuki, Tomoeki
- 通讯作者:Nakakuki, Tomoeki
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平野 直人
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