第4回

Report
第3章
地球物質とその性質
PREM (Preliminary Reference Earth Model)
PREM (P, , )
3
図2
地殻
30km, 1GPa
上部マントル
マントル遷移層
410km 14GPa
ケイ酸塩
660km 23GPa
下部マントル
核マントル境界
2900km 135 GPa
外核
金属鉄
5100km 330 GPa
内核
6370km 360 GPa
地球内部の温度
Temperature vs. Depth
マントル
核
5
Fig. 19.10
Upper Mantle Convection as a Possible
Mechanism for Plate Tectonics
Fig. 19.8
Spring-8と
Photon Factory
(PF)放射光施設
SPEED-MkII
マルチアンビル高圧装置
レーザー加熱ダイヤモンドアンビル高圧装置
X-ray Radiography and Tomography at high pressure:
Application of multianvil press
APS BL-BMD13
250 ton
Radiography
Micro-tomography
PF BL14C
(MAX-III)
700 ton
SPring-8 BL04B1
(SPEED-1500)
1500 ton
High Pressure Systems
1. Large volume press:
Kawai-type Multi-anvil
apparatus (3000t、1500t,
1000t、700tプレス)
Developed in Japan and
now used world wide:
Large sample volume:
1cm3 in 10 GPa
2. Diamond anvil cell
Double sided laser heating
Nd:YAG, YLF, and CO2
laser for heating at high
pressure.: combined with
Raman spectroscopy, Xray diffraction
11/25
高温高圧実験の方法
BL10XU beamline, SPring-8
高圧装置 :Diamond anvil cell
X-ray
ダイヤモンドLaser
サンプル(Fe-3.4
wt% Si)
ガスケット
Re
圧力媒体
(NaCl)
Culet size
35, 75, 100, 250, 300 μm
ダイヤモンド
高温発生方法:
Nd:YLF laser (λ=1.056 μm, heating spot size: 20 μm)
出発物質 :
Fe-3.4 wt% Si (RAREMETALLIC CO.LTD.)
圧力の測定:
EOS of NaCl (B1-NaCl:Brown, 1999; B2-NaCl:Fei et al., 2007)
温度測定:
Spectrometric method using radiation
A diamond anvil compressed at
407 GPa and 300 K
365 GPa
マントル
Temperature, K
上部マントル
遷移層
下部マントル
レーザー加熱ダイヤモンドアンビルセル
焼結ダイヤマルチアンビルプレス
DAC
2012//10/24
外核
Pressure, GPa
407 GPa
700 K
地球の断面図
Fig. 20.25d
15
図25
隕石に含まれる主な鉱物~地球の鉱物と共通
大陸地殻
海洋地殻
リソスフィア
アセノスフィア
上部マントル
地殻とマン
トルの構造
マントル遷移層
下部マントル
横波速度Vp
Fig. 19.7
図27
かんらん石(オリビン)
橄欖岩(かんらん岩・ペリドタイト)
珪酸塩の例:オリビン(かんらん石)
マントルを構成する岩石はかんらん岩
(peridotite, かんらん石・輝石を主成分とする)
Olivine
Chip Clark
Isolated Tetrahedra Silcate
(example: olivine)
Fig. 2.17a
22
地球と火星のマントルを作る鉱物
地球
火星
オリビン、斜方輝石、単斜
輝石、ガーネット
1250 km
ウオズレアイト、メージャライト
リングウッダイト
1800 km
マグネシオブスタイト+
マグネシウムペロブスカイト+
カルシウムぺロブスカイト
(From Crust to Core and Back, p42,
Ed. F. Seifert, BGI, 2004)
4
上部マントルを構成する鉱物とマントルの融解
30 km
90 km
150km
上部マントルを構成する鉱物とマントルの融解
尖晶石カンラン岩
(Spinel peridotite)
石榴石カンラン岩(Garnet
peridotite)
斜長石カンラン岩
(Plagioclase peridotite)
30 km
90 km
150km
図29
660km地
震波不連
続
410 km
地震波
不連続
下部マントル
マントル遷移層
上部マントル
問題
1.カンラン石(Mg,Fe)2SiO4の高圧多形の名称を二
つ記せ。
2.上部マントルのMg/Siとコンドライト隕石のMg/Si
の違いを述べよ。また、この違いはどのように説明さ
れているか。

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