2025/06/18 更新

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マシノ　イヅミ
増野　いづみ
MASHINO Izumi
所属
学術研究院先鋭研究領域（惑星物質） 助教（特任）
職名
助教（特任）
外部リンク

学位

  • 博士（理学） （ 東北大学 ）

  • 修士（理学） （ 東北大学 ）

学歴

  • 東北大学   Graduate School of Science  

    2014年4月 - 2017年3月

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  • 東北大学   Graduate School of Science  

    2012年4月 - 2014年3月

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  • 東北大学   Faculty of Science  

    2008年4月 - 2012年3月

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経歴

  • 岡山大学   惑星物質研究所

    2020年6月 - 現在

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  • ETH Zurich   Institute of Geochemistry and Petrology

    2019年1月 - 2020年5月

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  • 東京大学   理学系研究科

    2017年4月 - 2018年12月

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  • 東北大学   学振研究員

    2015年4月 - 2017年3月

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論文

  • Stability and water solubility of calcium ferrite-type aluminum-rich phase: implications for deep water cycle caused by subducting basaltic crusts 査読 国際共著 国際誌

    Xinyue Zhang, Izumi Mashino, Takayuki Ishii

    Progress in Earth and Planetary Science   2025年5月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1186/s40645-025-00702-w

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  • Valence/Spin States of Iron in Peridotite Glass to Megabar Pressure Implications for Dense Iron‐Rich Silicate Melt at the Bottom of the Mantle 査読 国際誌

    Izumi Mashino, Takashi Yoshino, Takaya Mitsui, Kosuke Fujiwara, Sayako Inoué, Takeshi Sakai

    Geophysical Research Letters   52 ( 7 )   2025年4月

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    担当区分：筆頭著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：American Geophysical Union (AGU)  

    Abstract

    We have conducted high‐pressure electrical conductivity and Mössbauer spectroscopic measurements of peridotite glass as an analog of silicate melts. We observed the shoulder feature in the Mössbauer spectra above 60 GPa due to the emergence of the new Fe2+ component, which could be associated with the change of the iron partitioning coefficient between solid and melt observed in previous melting experiments. The change in the trend of the electrical conductivity profile has been observed at around ∼83 GPa, suggesting the increase of the relative abundance of the new component. The pressure dependence of hyperfine parameters indicates the spin transitions of both Fe2+ and Fe3+ occur above 100 GPa, which is likely related to the structural change of the glass. Our results suggest that the spin state changes of iron lead to further densification of the silicate melts at the bottom of the mantle.

    DOI： 10.1029/2024gl113106

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  • Aluminum and Iron Effects on the Electrical Conductivity of the Dense Hydrous Magnesium Silicate Phase E 査読 国際共著 国際誌

    Bin Zhao, Izumi Mashino, Takashi Yoshino

    Journal of Geophysical Research: Solid Earth   129 ( 10 )   2024年10月

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：American Geophysical Union (AGU)  

    Abstract

    The electrical conductivity of pure and Al/Fe‐bearing phase E was measured up to 950 K at 15 GPa using a complex impedance spectroscopy. Pure phase E shows comparable conductivity to that of phase D, and a few orders of magnitude higher than that of phase A and super‐hydrous phase B. Al‐bearing phase E does not exhibit a conductivity difference, while a certain amount of incorporated Fe prominently increases its electrical conductivity by a factor of 4. Unlike the sole substitution 2Al3+→Mg2++Si4+ in phase D and H, H+ is likely involved in the substitution. Proton conduction is the dominant conduction mechanism, while small polaron conduction becomes dominant with increasing Fe content. Phase E in subducted slabs at depth of the upper transition zone cannot explain the high electrical conductivity anomalies beneath the Philippine Sea or Northeast China. Other mechanisms such as dehydration of hydrous minerals is needed to account for them.

    DOI： 10.1029/2024jb029659

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  • Electrical conductivity of siderite and the effect of the spin transition of iron 査読 国際共著 国際誌

    Izumi Mashino, Takashi Yoshino, Takaya Mitsui, Kosuke Fujiwara, Máté Garai, Shigeru Yamashita

    Physics and Chemistry of Minerals   51 ( 2 )   2024年5月

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    担当区分：筆頭著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Springer Science and Business Media LLC  

    Abstract

    We have conducted electrical conductivity measurements of FeCO3 siderite under high pressure up to 63 GPa in order to understand the nature and effect of iron spin transition and its influence on the geophysical properties of siderite, which is an end-member of major carbonate minerals. The results from Raman and Mössbauer spectroscopic measurements show that the high- to low-spin transition of iron occurs at around 50 GPa in agreement with previous studies. A sharp decrease of the electrical conductivity was also observed at around 50 GP, which is associated with the spin transition in iron. Although the stability of FeCO3 siderite may be limited under high-temperature conditions along with the mantle geotherm, solid solutions in the MgCO3-FeCO3 system, Mg1-xFexCO3, could be stable up to the pressure-temperature condition of the lowermost mantle. The pressure-temperature range of the spin transition in Mg1-xFexCO3 is narrower than those of the major lower mantle minerals, ferropericlase and bridgmanite, and thus the drop of the electrical conductivity induced by the spin transition could be clearer under lower mantle conditions. Therefore, the existence of Mg1-xFexCO3 may affect the observed heterogeneity of electrical conductivity in the mid-lower mantle.

    DOI： 10.1007/s00269-024-01283-8

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    その他リンク： https://www.webofscience.com/wos/woscc/full-record/WOS:001230255100003

  • Acoustic wave velocities of ferrous‐bearing MgSiO 3 glass up to 158 GPa with implications for dense silicate melts at the base of the Earth’s mantle 査読 国際共著 国際誌

    Izumi Mashino, Motohiko Murakami, Shinji Kitao, Takaya Mitsui, Ryo Masuda, Makoto Seto

    Geophysical Research Letters   49 ( 19 )   e2022GL098279   2022年6月

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    担当区分：筆頭著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1029/2022gl098279

    Web of Science

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MISC

  • 多元素メスバウアー分光による元素特定研究の展開

    北尾真司, 小林康浩, 窪田卓見, 黒葛真行, 田嶋寛介, 山下拓之, 太田英寿, 篠田圭司, 藤井浩, 秋山庸子, 増野いづみ, 松四雄騎, 大橋弘範, 北澤孝史, 和達大樹, 神原陽一, 増田亮, 米津幸太郎, 田渕光春, 岡田京子, 瀬戸誠

    KURNS-EKR (Web)   ( 19 )   2024年

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  • 超高圧下における鉄を含む地球下部マントル物質の物性測定

    増野 いづみ

    高圧力の科学と技術   33 ( 4 )   270 - 270   2023年12月

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    担当区分：筆頭著者   記述言語：日本語   出版者・発行元：日本高圧力学会  

    DOI： 10.4131/jshpreview.33.270

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  • Electrical conductivity and the iron valence state of silicate glasses up to Mbar pressures

    I. Mashino, T. Yoshino, S. Kitao, T. Mitsui, R. Masuda

    KURNS Progress Report 2022   35   2023年7月

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    担当区分：筆頭著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：速報，短報，研究ノート等（大学，研究機関紀要）  

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  • Electrical conductivity and the iron valence state of enstatite glasses up to Mbar pressure

    Izumi Mashino, Takashi Yoshino, Shinji Kitao, Takaya Mitsui, Ryo Masuda

    KURNS Progress Report 2021   76   2022年7月

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    担当区分：筆頭著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：速報，短報，研究ノート等（大学，研究機関紀要）  

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  • Experimental evidence for silica-enriched Earth's lower mantle with ferrous iron dominant bridgmanite 招待

    I. Mashino, M. Murakami, N. Miyajima, S. Petitgirard

    Bayerisches Forschungsinstitut für Experimentelle Geochemie und Geophysik Universität Bayreuth, ANNUAL REPORT 2020   28 - 29   2021年3月

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    担当区分：筆頭著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：速報，短報，研究ノート等（大学，研究機関紀要）  

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講演・口頭発表等

  • Stability and Water Solubility of Calcium Ferrite-type Phase in MgAl2O4-H2O System

    Xinyue Zhang, Izumi Mashino, Takayuki Ishii

    AGU Fall meeting 2024 

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    開催年月日： 2024年12月9日 - 2024年12月13日

    記述言語：英語   会議種別：ポスター発表  

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  • 高圧下におけるペリドタイトガラスの電気伝導度とスピン状態

    増野 いづみ, 芳野 極, 三井 隆也, 藤原 孝将

    第65回高圧討論会  2024年11月14日 

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    開催年月日： 2024年11月13日 - 2024年11月15日

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  • 高圧下における下部マントル物質の電気伝導度と価数およびスピン状態との関係 招待

    増野いづみ

    日本鉱物科学会2024年年会  2024年9月12日 

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    開催年月日： 2024年9月12日 - 2024年9月14日

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  • Electrical conductivity of siderite and the effect of the spin transition of iron

    Izumi Mashino, Takashi Yoshino, Takaya Mitsui, Kosuke Fujiwara, Máté Garai, Shigeru Yamashita

    Japan Geoscience Union Meeting 2024  2024年5月30日 

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    開催年月日： 2024年5月26日 - 2024年5月31日

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  • Electrical conductivity measurements of iron-bearing enstatite glasses up to Mbar pressure: Insight into silicate melts at the bottom of the Earth's mantle

    Izumi Mashino, Takashi Yoshino, Shinji Kitao, Takaya Mitsui, Ryo Masuda, Makoto Seto

    AGU Fall meeting 2023 

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    開催年月日： 2023年12月11日 - 2023年12月15日

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受賞

  • 青葉理学振興会黒田チカ賞

    2015年3月   青葉理学振興会  

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共同研究・競争的資金等の研究

  • 下部マントル電気伝導度分布の成因解明に向けた鉄を含む鉱物の超高温高圧精密測定

    研究課題/領域番号：24K17147  2024年04月 - 2027年03月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  若手研究

    増野 いづみ

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    配分額：3640000円 （ 直接経費：2800000円 、 間接経費：840000円 ）

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  • 地球下部マントル不均質構造の解明に向けた超高圧高温電気伝導度測定システムの構築

    研究課題/領域番号：2300644  2023年11月 - 2024年11月

    公益財団法人 住友財団  基礎科学研究助成 

    増野いづみ

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  • 川井型マルチアンビル装置による深部マントル研究の新展開

    研究課題/領域番号：21H04996  2021年07月 - 2026年03月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(S)  基盤研究(S)

    芳野 極, 辻野 典秀, 桑原 秀治, 増野 いづみ, 山崎 大輔

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    配分額：193570000円 （ 直接経費：148900000円 、 間接経費：44670000円 ）

    大容量川井型マルチアンビル装置（KMA）の最近の技術革新により、今まで困難であった圧力、温度での高圧実験を展開できるようになったことを背景に、KMAの特性を最大限に活かすことでマントルの未解決の諸問題に様々な角度から取り組む研究課題である。マントルの強親鉄元素の高濃度異常の原因として提唱されているレイトベニア仮説論争の検証、下部マントルに存在するとされる始原的リザーバーの起源を解明するために、超高圧下における分配実験、変形実験、熱電測定といった新しい視点の実験から制約する。これらの結果を整合的に説明できる統合的なマントル進化モデルを創出することが本研究の目的となる。
    本年度は、本研究の多角的アプローチのうち以下の３つの研究において成果を得ることができた。１）レイトベニア仮説を検証するために高圧下での溶融鉄とケイ酸塩メルト間の強親鉄元素の分配実験を圧力25GPaで行い、回収試料の分析を東京大学平田研究室のレーザーアブレーションICP-MSで行った。先行研究における川井型マルチアンビル装置での最高圧力実験である18GPaの圧力の結果と異なり、強親鉄元素はケイ酸塩メルトにより分配される結果が得られた。２）始原的リザーバーの存在がBEAMSモデルで説明できるかを検証するための試験的に低歪量の高圧変形実験を行った。ブリッジマナイトとポストスピネルを直列に接した一軸圧縮実験を行ったところ、両者に違いは見られなかった。また、ブリッジマナイト単相の構成則を決定し、ブリッジマナイトがマントル主要鉱物で最も硬いことを明らかにした。３）下部マントルと核の間の熱交換を制約するため、パルス加熱法による熱伝導度測定でブリッジマナイトの熱伝導度の組成依存性を決定したところ、今までの研究に比較して、AlやFeといった主要な不純物は大きく熱伝導度を下げることが確認された。

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  • ケイ酸塩ガラスの超高圧その場弾性波速度測定から導く最下部マントルのメルトの安定性

    研究課題/領域番号：21K14013  2021年04月 - 2023年03月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 若手研究  若手研究

    増野 いづみ

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    配分額：4550000円 （ 直接経費：3500000円 、 間接経費：1050000円 ）

    本研究では、鉄を含むケイ酸塩ガラスの弾性波速度測定をすることで、深部マントルに存在しうるマグマの密度安定性を明らかにする。ガラスは高温下におけるメルトのアナログ物質であり、その物性を知ることは、地球深部でのメルト（マグマ）の挙動の解明につながる。本研究では最も単純化したケイ酸塩メルトの組成である鉄を含むエンスタタイトガラスを対象とし、特に鉄の挙動に注目し研究を進めている。
    本年度は、鉄を含むエンスタタイトガラスの合成を終え、メスバウアー分光法を用いてそれぞれのエンスタタイトガラス中に含まれる鉄の２価３価比（Fe3+/ΣFe）を決定した。また放射光施設SPring-8のビームラインBL43LXUにて、ダイヤモンドアンビルセルを用いてFe3+を含むエンスタタイトガラスの高圧その場放射光X線非弾性散乱（ＩＸＳ）実験を行った。測定は常圧から約30 GPaまでの圧力範囲にて実施した。ガラス由来のピークは結晶由来のピークに比べて微弱ではあるが、常圧下～低圧力条件では非常に良質のＩＸＳスペクトルを取得することができた。取得したスペクトル解析の結果、目的としていたVs由来のデータだけではなく、試料のVp由来のデータも抽出することができた。一方で、圧力が上昇すればするほど、ガラス試料由来のピークのカウントが低下していくことから、良質なＩＸＳスペクトルを取得し弾性波速度データを抽出するためにはセルやガスケットを工夫する必要があることが分かった。

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  • 超高温高圧その場物性精密測定から導き出す最下部マントルの地震波異常の原因

    研究課題/領域番号：19K21049  2020年04月 - 2022年03月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 研究活動スタート支援  研究活動スタート支援

    増野 いづみ

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    配分額：2860000円 （ 直接経費：2200000円 、 間接経費：660000円 ）

    ダイヤモンドアンビルセルを用いた高温高圧実験における高温発生方法は、主にレーザー加熱式と外熱式加熱に分けられる。外熱式の加熱方法を用いることで試料中の温度勾配が少なくすることができるが、技術的な困難さにより、現在まで下部マントル上部の温度圧力条件での測定にとどまっていた。本研究では真空チャンバーおよびグラファイトをヒーターに用いるなど、セル構成を工夫することにより、実際の地球マントル全領域を網羅するような条件まで発生温度圧力を拡張し、X線回折法や分光法と組み合わせ、マントル物質の物性を明らかにすることを目的としている。
    初年度である今年度は、真空チャンバーおよびグラファイトヒーターを導入した外熱式ダイヤモンドアンビル超高温高圧発生装置の開発に着手し、実際に放射光X線回折法やラマン分光法と組み合わせて高温高圧実験を行うことができた。放射光X線回折は兵庫県にあるSPring-8にて、ラマン分光測定は東京大学にて実験を行った。外熱式加熱には比較的低温下（1000K以下）の実験ではプラチナ・タングステン・モリブデン等の金属ワイヤーを使用した円柱状ヒーターを用い、高温下（1000K以上）の実験ではグラファイトヒーターと真空チャンバーを用い、H2O・Mg(OH)2・ブリッジマナイトの高温高圧その場X線回折データおよびラマンスペクトルの取得を試みた。H2Oにおいては、地球の下部マントル温度圧力条件である～1500K, 65万気圧までX線回折データの取得に成功した。

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担当授業科目

  • 地球惑星物理学演習 （2024年度） 前期  - その他

  • 地球惑星物質科学概論 （2024年度） 前期  - 月3～4

  • 実験地球惑星物理学特別演習 （2024年度） 通年  - その他

  • 特別研究 （2024年度） その他  - その他

  • 地球惑星物理学演習 （2023年度） 前期  - その他

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