核－マントル境界における金属鉄－ケイ酸塩メルト間の塩素分配に関する実験的研究

本研究では地球表層の塩素存在量が同程度に揮発性をもつ元素（例えばカリウムや亜鉛、フッ素など）と比較して枯渇している問題について、地球分化過程において核や深部マントル鉱物に取り込まれた可能性を実験的に検証することを目的としている。本年度は昨年度得られた高圧下における金属鉄－ケイ酸塩液相間の塩素分配係数に関する実験結果から任意の温度圧力条件に適用可能な塩素分配係数のスケーリング式を構築し、先行研究で見積もられている実効的な核－マントル分離圧力温度条件に適用した。その結果、塩素は核に取り込まれず、大部分がマントルに分配されることが明らかとなった。これらの結果は論文にまとめ、学術雑誌へ投稿した。現在、査読結果に対して論文内容を改訂中である。また、上述の結果を受けて核形成後のマグマオーシャンが固化する過程で塩素がどのように分配されるのかについて遷移層・下部マントル圧力条件下で鉱物とケイ酸塩メルトとの間の分配反応実験を行った。実験結果から塩素はどのマントル鉱物にも溶け込まず、大部分がケイ酸塩メルトに分配されることが明らかとなった。こうした結果は核形成およびその後のマグマオーシャン固化過程において塩素が表層物質、例えば原始地殻や大気海洋に濃集したことを強く示唆する。従って、地球表層の塩素枯渇は塩素に富んだ表層物質が宇宙環境に失われたことを示す地球化学的証拠になりうると考えている。現在、鉱物－ケイ酸塩メルト間の塩素分配についても追加実験を行っており、これについても論文にまとめて学術雑誌に投稿する予定である。

本研究では地球表層の塩素存在量が同程度に揮発性をもつ元素（例えばカリウムや亜鉛、フッ素など）と比較して枯渇している問題について、地球分化過程において核や深部マントル鉱物に取り込まれた可能性を実験的に検証することを目的としている。本年度は昨年度得られた高圧下における金属鉄－ケイ酸塩液相間の塩素分配係数に関する実験結果から任意の温度圧力条件に適用可能な塩素分配係数のスケーリング式を構築し、先行研究で見積もられている実効的な核－マントル分離圧力温度条件に適用した。その結果、塩素は核に取り込まれず、大部分がマントルに分配されることが明らかとなった。これらの結果は論文にまとめ、学術雑誌へ投稿した。現在、査読結果に対して論文内容を改訂中である。また、上述の結果を受けて核形成後のマグマオーシャンが固化する過程で塩素がどのように分配されるのかについて遷移層・下部マントル圧力条件下で鉱物とケイ酸塩メルトとの間の分配反応実験を行った。実験結果から塩素はどのマントル鉱物にも溶け込まず、大部分がケイ酸塩メルトに分配されることが明らかとなった。こうした結果は核形成およびその後のマグマオーシャン固化過程において塩素が表層物質、例えば原始地殻や大気海洋に濃集したことを強く示唆する。従って、地球表層の塩素枯渇は塩素に富んだ表層物質が宇宙環境に失われたことを示す地球化学的証拠になりうると考えている。現在、鉱物－ケイ酸塩メルト間の塩素分配についても追加実験を行っており、これについても論文にまとめて学術雑誌に投稿する予定である。