地球内部の窒素分布、および初期地球における窒素同位体分別の実験的解明

地球内部氮分布和早期地球氮同位素分馏的实验阐明

• 批准号: 18J21771
• 负责人: 福山 鴻
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-04-25 至 2021-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18J21771/
• 关键词: 窒素; 下部マントル; 高温高圧実験; 酸化還元状態; bridgmanite; ferropericlase; 大気－マントル共進化; "Missing" nitrogen; stishovite; periclase; 窒素溶解度; スティショバイト; ブリッジマナイト; ペリクレース; 酸化還元制御; 大気-マントル進化過程

本年度は今まで取り組んできた研究の一部を国際誌として報告できた他、下部マントルの主要鉱物であるbridgmanite (化学組成: (Mg, Fe)SiO3)やferropericlase (化学組成: (Mg, Fe)O)への窒素取り込み量に関する実験及び定量分析を行った。合成実験は愛媛大学地球深部ダイナミクスセンター (GRC)で行い、二次イオン質量分析法 (SIMS)による回収試料中の微量な窒素定量分析はフランスのCentre de Recherches Petrographiques et Geochimiques (CRPG)と東京大学大気海洋研究所との共同研究により行った。今年度はフランスへ渡航することはできなかったものの、前年度のうちに培った信頼関係のおかげで、日本で合成した試料をフランスに郵送することによって、2日間現地の研究者に分析してもらうことができた。本年度の実験結果から、bridgmaniteとferropericlaseは鉄の固溶に伴い、窒素の溶解度が上昇することが本研究で分かった。bridgmaniteの窒素溶解度における鉄含有量の依存性に関する実験データは前年度に得られたbridgmaniteの窒素溶解度への温度依存性に関するデータと合わせて1本の論文にまとめるべく、現在投稿準備中である。上記と前年度も含めた成果は国内外の学会で複数回の成果発表を行った。オンライン開催となったが、Goldschmidt2020では英語による録画での口頭発表とzoomによる質疑応答を行った。また、国際誌に掲載された成果は、東京大学、愛媛大学、広島大学でプレスリリースを行い、東京大学大学院理学系研究科・理学部のYouTubeチャンネルにて成果の解説を行うなど、アウトリーチ活動を積極的に行った。日本経済新聞では本研究で得られた成果が報道されている。

This year は today ま で group take り ん で き た research の a を international volunteers と し て report で き た him, and the lower マ ン ト ル の main 鉱 で あ る bridgmanite (chemical composition: (Mg, Fe) SiO3) や ferropericlase (chemical composition: (Mg, Fe)O)へ へ nitrogen, take へ 込み quantity に related する laboratory and び quantitative analysis を line った. Synthetic be 験 は earth deep love luca brasi university ダ イ ナ ミ ク ス セ ン タ ー (GRC) line で い, secondary イ オ ン quality analysis method (SIMS) に よ る 収 back in the sample trace な の smothering element quantitative analysis は フ ラ ン ス の Centre DE Recherches Petrographiques et Geochimiques (CRPG)と Tokyo university 's institute of oceanography と と joint research によ と xing った. Our は フ ラ ン ス へ tayouan す る こ と は で き な か っ た も の の, former annual の う ち に culture っ た letter 頼 masato is の お か げ で, Japan で synthetic し た sample を フ ラ ン ス に mail す る こ と に よ っ て, 2 day in situ の researchers に analysis し て も ら う こ と が で き た. The <s:1> experimental results of this year show that ら ら, bridgmaniteとferropericlase <s:1> iron iron solid solution に accompanied by で, and the <s:1> solubility of nitrogen が increases する とが とが とが. This study で is divided into った. Bridgmanite の smothering element solubility に お け る iron objects contain quantity の dependency に masato す る be 験 デ ー タ は annual に before ら れ た bridgmanite の smothering element solubility へ の temperature dependency に masato す る デ ー タ と close わ せ て 1 this の paper に ま と め る べ く, now contribute to で あ る. The above record: と the previous year 's content includes めた achievements multiple reports of <s:1> achievements published by domestic and foreign <s:1> societies で を rows った. オ ン ラ イ ン open rush と な っ た が, Goldschmidt2020 で は English に よ る recorded painting で の oral 発 table と zoom に よ る line answer question 応 を っ た. ま た, international volunteers に first white jasmines load さ れ た results は, university of Tokyo university, university of love luca brasi, hiroo island で プ レ ス リ リ ー ス を い, Tokyo university Richard researchment department, department of college science の YouTube チ ャ ン ネ ル に て results の explanation を row う な ど, ア ウ ト リ ー チ activity を positive line に っ た. The られた results of this study で were reported by が and されて る る in the nikkei.

项目成果

CRPG (フランス国立科学研究センター)(フランス)

CRPG（法国国家科学研究中心）（法国）

マントル深部鉱物への窒素の溶解度：現状と問題点など

氮在深部地幔矿物中的溶解度：现状与问题

• 发表时间: 2018
• 作者: 鍵 裕之;福山 鴻;鍵 裕之
• 通讯作者: 鍵 裕之

高温高圧中性子回折その場観察による鉄化合物中の水素量の定量

高温高压中子衍射原位观察定量铁化合物中的氢含量

• 发表时间: 2019
• 作者: R. Iizuka-Oku;H. Gotou;K. Fukuyama;H. Kagi;Akira Yamazaki;麻生 未季・麻生 尚文・井出 哲;飯塚理子，後藤弘匡，市東力，福山鴻，佐野亜沙美，服部高典，舟越賢一，鍵裕之
• 通讯作者: 飯塚理子，後藤弘匡，市東力，福山鴻，佐野亜沙美，服部高典，舟越賢一，鍵裕之

Investigation of multi light elements in iron-silicate-water system using high pressure and temperature neutron experiments: Implications for the Earth's evolution

利用高压高温中子实验研究铁-硅酸盐-水系统中的多种轻元素：对地球演化的影响

• 发表时间: 2019
• 作者: R. Iizuka-Oku;H. Gotou;K. Fukuyama;H. Kagi
• 通讯作者: H. Kagi

CRPG, ロレーヌ大学(フランス)

CRPG，洛林大学（法国）