放射光Ｘ線高圧下その場観測と局所微量分析による核－マントル間軽元素分配の決定

本年度は昨年度行った圧力4－12GPaの範囲における金属鉄－ケイ酸塩液相間の炭素分配実験に関する結果を論文にまとめ、アメリカ地球物理学会刊行の学術誌であるGeophysical Research Lettersに投稿し、掲載された。また、昨年度の実験で使用した窒化ホウ素が試料と実験中に反応してしまう点を改善すべく、カプセル材の選定を行い、SiO2ガラスカプセルを使用することにした。実験は圧力2GPa、温度1650℃に固定し、グラファイトカプセルとSiO2カプセルを用い、鉄－ケイ酸塩液相間の炭素分配に試料中の炭素濃度が与える影響を調べた。また、実験回収試料中の炭素の分子種やケイ酸塩の構造に制約を加えるため、新たにラマン分光分析を行った。実験回収試料の炭素の定量には昨年度と同じく金属鉄は電子線プローブマイクロアナライザを用いて、ケイ酸塩中の炭素は二次イオン質量分析装置をそれぞれ用いた。その結果、グラファイトカプセルを用いた炭素が飽和した系で行った実験で得られた金属鉄－ケイ酸塩間の炭素の分配係数はSiO2カプセルを用いた炭素不飽和な系よりも数倍ことがわかり、窒化ホウ素カプセルを使用した昨年度の実験結果が正しいことを再度確認した。また、ラマン分光分析の結果、金属鉄と共存下にあるケイ酸塩では炭素は主にCH結合種とアモルファス炭素として存在することが明らかとなった。さらに、ケイ酸塩ガラスの構造解析からケイ酸塩に分配される炭素の量と非架橋構造酸素原子の割合との間に正の相関が見られ、核－マントル分化時においてマグマオーシャンの化学組成がマントルに分配される炭素量を制御するうえで本質的に重要であることが示唆された。この結果は現在論文にまとめ、国際学術誌に投稿準備中である。

本年度は昨年度行った圧力4－12GPaの範囲における金属鉄－ケイ酸塩液相間の炭素分配実験に関する結果を論文にまとめ、アメリカ地球物理学会刊行の学術誌であるGeophysical Research Lettersに投稿し、掲載された。また、昨年度の実験で使用した窒化ホウ素が試料と実験中に反応してしまう点を改善すべく、カプセル材の選定を行い、SiO2ガラスカプセルを使用することにした。実験は圧力2GPa、温度1650℃に固定し、グラファイトカプセルとSiO2カプセルを用い、鉄－ケイ酸塩液相間の炭素分配に試料中の炭素濃度が与える影響を調べた。また、実験回収試料中の炭素の分子種やケイ酸塩の構造に制約を加えるため、新たにラマン分光分析を行った。実験回収試料の炭素の定量には昨年度と同じく金属鉄は電子線プローブマイクロアナライザを用いて、ケイ酸塩中の炭素は二次イオン質量分析装置をそれぞれ用いた。その結果、グラファイトカプセルを用いた炭素が飽和した系で行った実験で得られた金属鉄－ケイ酸塩間の炭素の分配係数はSiO2カプセルを用いた炭素不飽和な系よりも数倍ことがわかり、窒化ホウ素カプセルを使用した昨年度の実験結果が正しいことを再度確認した。また、ラマン分光分析の結果、金属鉄と共存下にあるケイ酸塩では炭素は主にCH結合種とアモルファス炭素として存在することが明らかとなった。さらに、ケイ酸塩ガラスの構造解析からケイ酸塩に分配される炭素の量と非架橋構造酸素原子の割合との間に正の相関が見られ、核－マントル分化時においてマグマオーシャンの化学組成がマントルに分配される炭素量を制御するうえで本質的に重要であることが示唆された。この結果は現在論文にまとめ、国際学術誌に投稿準備中である。