回転式DAC × レーザー加熱 = 地球深部に沈み込んだ海洋地殻の変形特性の解明

旋转DAC×激光加热=阐明洋壳俯冲到地球深处的变形特征

• 批准号: 21K18647
• 负责人: 東 真太郎
• 金额: $ 3.91万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-07-09 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K18647/
• 关键词: 回転式ダイヤモンドアンビルセル; 変形実験; 高温高圧; 海洋地殻; 下部マントル; 高温技術; イメージ炉; 回転式DAC

本研究は、応募者グループが独自に開発した回転式ダイヤモンドアンビルセル(DAC)における新たな高温技術を切り開くとともに、下部マントル領域(>23GPa)に沈み込んだプレートの海洋地殻部分を構成する高圧鉱物の変形特性の解明に貢献することを目的とする。現在、新たな加熱システムとして回転式DACに近赤外線集光加熱（イメージ炉）を導入し、まずその加熱テストや最適化を進めている。導入前の簡易的な予備実験では773 Kまでの加熱に留まっていたが、現在1000 Kまでの加熱が可能となった。この加熱システムの仕様を考えると1300ー1400 Kまでの加熱が十分実現可能であり、最終年度ではこの加熱システムを利用した高温での変形実験に取り掛かる予定である。加熱システムの開発と並行して、地殻物質の構成鉱物の高圧相である含水スティショバイト(SiO2)の変形実験をSPring-8(BL47XU)で行った。実験条件は圧力20ー55 GPa、温度は室温で行った。用いたスティショバイトの含水量は1750±140 ppm H2Oである。XRDによる測定・解析からスティショバイトの流動強度を推察した。得られた結果を基に、その他の下部マントルの構成鉱物であるブリッジマナイト((Mg,Fe)SiO3)やフェロペリクレース((Mg,Fe)O)と比較すると、含水スティショバイトはブリッジマナイトより強度が優位に低く、フェロペリクレースとほとんど同じくらいかやや高い流動強度を示した(圧力40-45 GPa, 室温)。

This study は, 応 offering グ ル ー プ が に alone open 発 し た back planning type ダ イ ヤ モ ン ド ア ン ビ ル セ ル (DAC) に お け る new た な high-temperature technology を り cutting open く と と も に, lower マ ン ト ル areas (> 23 gpa) に shen み 込 ん だ プ レ ー ト の oceanic crust constitute す を る high 圧 鉱 content の - shape features の interpret に contribution す る こ と を mesh Youdaoplaceholder0. Now, new た な heating シ ス テ ム と し て back planning type DAC に nearly bare outside concentrated heating (イ メ ー ジ furnace) を import し, ま ず そ の heating テ ス ト や optimization を into め て い る. Before the import の simple な reserve be 験 で は 773 K ま で の heating に leave ま っ て い た が, now 1000 K ま で の heating が may と な っ た. こ の heating シ ス テ ム の shi others を exam え る と ー 1300 1400 K ま で の heating が very may be presently で あ り, final annual で は こ の heating シ ス テ ム を using し た high-temperature で の - shape be 験 に り placed か る designated で あ る. Heating シ ス テ ム の open 発 と parallel し て, crustal material の の high 圧 phase that form the 鉱 で あ る aqueous ス テ ィ シ ョ バ イ ト (SiO2) の - shape be 験 を SPring line 8 (BL47XU) で っ た. Laboratory conditions: <s:1> pressure 20 <s:1> 55 GPa, temperature で room temperature で line った. The water content is used in the form of たスティショバ ト ト 1750±140 ppm H2Oである. XRDによる determination and analysis of を らスティショバ ト ト <s:1> flow intensity を inference of <s:1> た. Results have ら れ た を に, そ の he の lower マ ン ト ル の form the 鉱 で あ る ブ リ ッ ジ マ ナ イ ト ((Mg, Fe) SiO3) や フ ェ ロ ペ リ ク レ ー ス ((Mg, Fe) O) と comparative す る と, aqueous ス テ ィ シ ョ バ イ ト は ブ リ ッ ジ マ ナ イ ト よ り が optimal bit low に く strength, フ ェ ロ ペ リ ク レ ー ス と ほ と ん ど The same as じくら, じくら, やや, やや, high <s:1> flow intensity を, を (pressure 40-45 GPa, room temperature).

项目成果

炭酸塩岩の高歪速度変形実験と衝突現象における降伏強度と昇温の推定

碳酸盐岩高应变率变形实验和碰撞现象中屈服强度和温升的估计

• 发表时间: 2022
• 作者: 鎌戸隆行;東真太郎;岡崎啓史;藤崎俊平;黒澤耕介;玄田英典
• 通讯作者: 玄田英典

MgO 多結晶体の超高圧高歪変形実験から推察するD'' 層の結晶選択配向の発達

从 MgO 多晶超高压和高应变变形实验推断 D 层择优晶体取向的发展

• 发表时间: 2022
• 作者: 田村達也;横山哲也;石川晃;東真太郎，岡崎啓史，上杉健太郎，安武正展，西原遊，野村龍一
• 通讯作者: 東真太郎，岡崎啓史，上杉健太郎，安武正展，西原遊，野村龍一

Large strain deformation experiments of FeO polycrystals under the lower mantle pressures.

较低地幔压力下 Fe3O 多晶的大应变变形实验

• 发表时间: 2022
• 作者: Natsui;B.;Azuma;S.;Okazaki;K.;Uesugi;K.;Yasutake;M.;Nomura;R.
• 通讯作者: R.

High pressure shear deformation experiments on MgO periclase under pressure up to 120 GPa: Toward understanding anisotropy in the lowermost mantle

在高达 120 GPa 的压力下对 MgO 方镁石进行高压剪切变形实验：了解最下地幔的各向异性

• 发表时间: 2022
• 作者: Park Yohan;東 真太郎;岡崎 啓史;上杉 健太郎;安武 正展;野村 龍一
• 通讯作者: 野村 龍一

低温環境における氷摩擦実験と火星内部レオロジー構造への応用

低温环境冰摩擦实验及其在火星内部流变结构中的应用

• 发表时间: 2022
• 作者: 福原 大二朗;東 真太郎;片山 郁夫;猿谷 友孝
• 通讯作者: 猿谷 友孝