2024/12/04 更新

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マシノ　イヅミ
増野　いづみ
MASHINO Izumi
所属
惑星物質研究所 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

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

    Bin Zhao, Izumi Mashino, Takashi Yoshino

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

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    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

    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

    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://link.springer.com/article/10.1007/s00269-024-01283-8/fulltext.html

  • 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）   出版者・発行元：American Geophysical Union (AGU)  

    We conducted in situ high-pressure acoustic-wave velocity measurements of Fe2+-bearing MgSiO3 glass up to 158 GPa by Brillouin scattering spectroscopy to clarify the effect of iron on the elasticity and structural evolution of silicate melts in the lower mantle. The change in trend of the V-S profile, likely induced by the structural transition of Si-O coordination number from 6 to 6+ proposed in previous studies of silicate glasses, was confirmed to be located at similar to 106 GPa. Given the iron contents of partial melts derived from a pyrolitic or chondritic mantle, the transition pressure would be at around 84-97 GPa, which is well within the lowermost-mantle pressure regime. Our data show the substitution of 12 mol% Fe in MgSiO3 glass decreases the V-S by similar to 5.5%. This implies that iron affects the buoyancy relations between melts/crystals and the melts at the lowermost mantle will have the higher coordination number than 6.

    DOI： 10.1029/2022gl098279

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  • A cylindrical SiC heater for an externally heated diamond anvil cell to 1500 K 査読

    Yoshiyuki Okuda, Seiji Kimura, Kenji Ohta, Yohan Park, Tatsuya Wakamatsu, Izumi Mashino, Kei Hirose

    Review of Scientific Instruments   92 ( 1 )   2021年1月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：AMER INST PHYSICS  

    © 2021 Author(s). Semiconductor-based heaters for diamond anvil cells (DACs) have advantages over metal wire heaters in terms of repeated use and the ability to reach higher temperatures. We introduce a cylindrical SiC heater for an externally heated DAC (EHDAC) that works satisfactorily at temperatures up to 1500 K and pressures around 90 GPa. The heater is reusable and inexpensive, and only slight modifications to the DAC are required to fit the heater. Experiments on melting of NaCl and gold are conducted at ambient pressure to test the temperature accuracy of the EHDAC system, and resistance measurements on iodine at high pressures and temperatures are performed to assess the heater assembly. These test runs show that a uniform and accurate temperature can be maintained by the EHDAC assembly, which has potential applications to a variety of transport property measurements.

    DOI： 10.1063/5.0036551

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  • Experimental evidence for silica-enriched Earth's lower mantle with ferrous iron dominant bridgmanite. 査読 国際誌

    Izumi Mashino, Motohiko Murakami, Nobuyoshi Miyajima, Sylvain Petitgirard

    Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America   117 ( 45 )   27899 - 27905   2020年11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：NATL ACAD SCIENCES  

    Determination of the chemical composition of the Earth's mantle is of prime importance to understand the evolution, dynamics, and origin of the Earth. However, there is a lack of experimental data on sound velocity of iron-bearing Bridgmanite (Brd) under relevant high-pressure conditions of the whole mantle, which prevents constraints on the mineralogical model of the lower mantle. To uncover these issues, we have conducted sound-velocity measurement of iron-bearing Brd in a diamond-anvil cell (DAC) up to 124 GPa using Brillouin scattering spectroscopy. Here we show that the sound velocities of iron-bearing Brd throughout the whole pressure range of lower mantle exhibit an apparent linear reduction with the iron content. Our data fit remarkably with the seismic structure throughout the lower mantle with Fe2+-enriched Brd, indicating that the greater part of the lower mantle could be occupied by Fe2+-enriched Brd. Our lower-mantle model shows a distinctive Si-enriched composition with Mg/Si of 1.14 relative to the upper mantle (Mg/Si = 1.25), which implies that the mantle convection has been inefficient enough to chemically homogenize the Earth's whole mantle.

    DOI： 10.1073/pnas.1917096117

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  • Melting experiments on the Fe–C binary system up to 255 GPa: Constraints on the carbon content in the Earth's core 査読

    Izumi Mashino, Francesca Miozzi, Kei Hirose, Guillaume Morard, Ryosuke Sinmyo

    Earth and Planetary Science Letters   515   135 - 144   2019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）   出版者・発行元：ELSEVIER SCIENCE BV  

    © 2019 Elsevier B.V. Phase relations, including the eutectic liquid composition in the Fe–C binary system, remain unclear under the core pressure range, which makes estimating the carbon budget in the Earth's core difficult. To explore this issue, we have conducted melting and subsolidus experiments on Fe–C alloys in a diamond-anvil cell up to 255 GPa. Textural and compositional characterizations of quenched samples show that carbon concentration in the eutectic liquid slightly decreases with increasing pressure and is about 3 wt.% at the inner core boundary (ICB) pressure. The solubility of carbon in solid Fe is found to be almost constant at ∼1.0 wt.%. In situ X-ray diffraction data indicate that Fe forms eutectic melting with Fe 3 C to 203 GPa and with Fe 7 C 3 at 255 GPa. Previous studies on liquid Fe–C alloys suggested that the density of the outer core is explained by liquid Fe containing 1.8 to 4.2 wt.% C. If the liquid core includes <3 wt.% C as a single light element, hexagonal close-packed (hcp) Fe crystallizes at the ICB. However, the carbon content in such solid Fe is ≤1 wt.%, less than that required to account for the inner core density deficit from pure iron. When the outer core includes ≥3 wt.% C, it forms Fe 7 C 3 at the ICB, whose density is too small for the inner core. Carbon is therefore not a primary light element in the core. Nevertheless, the outer core liquid can be Fe–C–Si, Fe–C–S, or Fe–C–H. Such core liquid crystallizes solid Fe with light elements including less than 1 wt.% C, which may explain the density and the sound velocities observed in the inner core.

    DOI： 10.1016/j.epsl.2019.03.020

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  • Sound velocities of δ-AlOOH up to core-mantle boundary pressures with implications for the seismic anomalies in the deep mantle 査読

    Izumi Mashino, Motohiko Murakami, Eiji Ohtani

    Journal of Geophysical Research: Solid Earth   121 ( 2 )   595 - 609   2016年2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：AMER GEOPHYSICAL UNION  

    ©2016. American Geophysical Union. All Rights Reserved. Recent studies show that δ-AlOOH is stable up to the base of the mantle. This phase is, therefore, a possible carrier and host of water in the deep mantle. To uncover the physical properties of δ-AlOOH under deep mantle pressure conditions, we have conducted high-pressure acoustic wave velocity measurements of δ-AlOOH by using Brillouin spectroscopy combined with high-pressure Raman spectroscopic measurements in a diamond anvil cell up to pressures of 134 GPa. There is a precipitous increase by ∼14% in the acoustic velocities of δ-AlOOH from 6 to 15 GPa, which suggests that pressure-induced O-H bond symmetrization occurs in this pressure range. The best fit values for the high-pressure form of δ-AlOOH of K0 = 190 (2) (GPa), G0 = 160.0 (9) (GPa), (∂K/∂P)0 = K0′ = 3.7 (1), and (∂G/∂P)0 = G0′ = 1.32 (1) indicate that δ-AlOOH has a 20-30% higher VS value compared to those of the major constituent minerals in the mantle transition zone, such as wadsleyite, ringwoodite, and majorite. On the other hand, the VS of δ-AlOOH is ∼7% lower than that of Mg-bridgmanite under lowermost mantle pressure conditions because of the significantly lower value of the pressure derivative of the shear modulus. By comparing our results with seismic observations, we can infer that δ-AlOOH could be one of the potential causes of a positive VS anomaly observed at ∼600 km depth beneath the Korean peninsula and a negative VS jump near 2800 km depth near the northern margin of the large low-shear-velocity province beneath the Pacific.

    DOI： 10.1002/2015JB012477

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  • Stability of Hydrous Minerals and Water Reservoirs in the Deep Earth Interior 査読

    Eiji Ohtani, Yohei Amaike, Seiji Kamada, Itaru Ohira, Izumi Mashino

    Deep Earth: Physics and Chemistry of the Lower Mantle and Core   265 - 275   2015年1月

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    掲載種別：論文集(書籍)内論文  

    © 2016 American Geophysical Union. All rights reserved. This chapter summarizes water storage capacities in hydrous phases and nominally anhydrous minerals in the deep mantle. Water has significant effects on the phase boundaries of the phase transformations of the mantle minerals and can explain some topography of the 410 and 660km seismic discontinuities. There are several electrical conductivity studies of wadsleyite and ringwoodite to determine the water content in the mantle transition zone, since electrical conductivity is very sensitive to the hydrogen contents in minerals. The mantle transition zone has a high water storage capacity due to high water solubility in its major constituents, wadsleyite and ringwoodite, and stores significant amount of water at least locally. Hydrous phase H, MgSiO2(OH)2, and its solid solution with isostructural phase δ-AlOOH store water in the lower mantle, and they transport water into the bottom of the lower mantle by slab subduction.

    DOI： 10.1002/9781118992487.ch21

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  • Chemistry and mineralogy of earth's mantle. the spin state of iron in Fe3+-bearing Mg-perovskite and its crystal chemistry at high pressure 査読

    Izumi Mashino, Eiji Ohtani, Naohisa Hirao, Takaya Mitsui, Ryo Masuda, Makoto Seto, Takeshi Sakai, Suguru Takahashi, Satoshi Nakano

    American Mineralogist   99 ( 8-9 )   1555 - 1561   2014年8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：MINERALOGICAL SOC AMER  

    © 2014 by Walter de Gruyter Berlin/Boston. Valence, spin states, and crystallographic sites of Fe in (Mg,Fe)SiO3perovskite were investigated using energy-domain 57Fe-synchrotron Mössbauer spectroscopy and powder X-ray diffraction up to 86 GPa. The volumes of Fe3+-bearing perovskite in this study are slightly smaller than those of Mg endmember perovskite. Our Mössbauer data suggest that Fe3+prefers A sites coupled with Mg vacancies, which is consistent with previous data at ambient conditions. Fe3+in the A site remains in a high-spin state up to 86 GPa, and some fraction of the A site is occupied by Fe2+at pressures above 30 GPa. Fe2+in the A sites is also in a high-spin state up to 86 GPa. The coupled substitution from Mg2+to a highspin state of Fe3+and Mg2+vacancy would make the volume of perovskite smaller than that of Mg end-member perovskite. If the lower mantle is saturated in silica, perovskite containing high-spin Fe3+in A site has a higher density. Such silica oversaturated regions could sink by the density difference.

    DOI： 10.2138/am.2014.4659

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  • Equation of state of pure iron and Fe<inf>0.9</inf>Ni<inf>0.1</inf> alloy up to 3Mbar 査読

    Takeshi Sakai, Suguru Takahashi, Naoya Nishitani, Izumi Mashino, Eiji Ohtani, Naohisa Hirao

    Physics of the Earth and Planetary Interiors   228   114 - 126   2014年3月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：ELSEVIER SCIENCE BV  

    Pure iron and Fe0.9Ni0.1 alloy were compressed to a pressure of 279GPa and 272GPa, respectively. The compression data sets were fitted using the third order Birch-Murnaghan equation of state based on six different pressure scales. Our result shows the nickel increase the density and the c/a ratio, decrease the bulk modulus. The high temperature data obtained the thermal equation of state parameters. At high temperature, although the nickel effect on density slightly decrease due to the a little larger thermal expansion, the bulk modulus difference increase to 7.3-7.8% at 329GPa and 5000K. Nickel effects on elasticity might be important at multimegabar pressure and especially high temperature such as the inner core condition. The core density deficit was estimated to be 3.5(1)-5.3(1)% for pure iron and 4.7(1)-6.5(2)% for Fe0.9Ni0.1 alloy if the temperature at the inner core boundary is 5000K. © 2014 Elsevier B.V.

    DOI： 10.1016/j.pepi.2013.12.010

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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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  • スイス連邦工科大学チューリッヒ校 地球科学部 村上研究室（実験鉱物物理学）

    増野 いづみ

    高圧力の科学と技術   29 ( 3 )   217 - 218   2019年

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：日本高圧力学会  

    DOI： 10.4131/jshpreview.29.217

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  • O9-09 Brillouim散乱法を用いた地球核マントル境界圧力条件までのδ-AlOOH相の音速測定と地球・火星内部への適用(口頭発表セッション9 月・内部構造,口頭発表)

    増野 いづみ, 村上 元彦, 大谷 栄治

    日本惑星科学会秋期講演会予稿集   2014   "O9 - 09"   2014年9月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：日本惑星科学会  

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  • 下部マントルにおけるFe3+を含むMg-ペロブスカイトの状態方程式とスピン転移の影響

    増野 いづみ, 大谷 栄治, 境 毅, 浜田 麻希, 中野 智志, 赤坂 正秀, 平尾 直久

    日本鉱物科学会年会講演要旨集   2012 ( 0 )   136 - 136   2012年

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：一般社団法人日本鉱物科学会  

    本研究では下部マントル圧力条件でのFe3+を含むMg-ペロブスカイトの状態方程式を求めることにより、鉄のスピン転移による影響の有無を調べることを目的とした。NaClおよびNe圧媒体を用いてX線回折実験を行った。NaCl圧媒体の実験では、各測定時にアニールはしていない。一方Ne圧媒体では各測定前にレーザーを用いて1800K程度で加熱アニールした。高圧でアニールをしていないNaCl圧媒体による測定は、Ne圧媒体を用いた測定とは一致せず、大きな格子体積を示した。この違いは、試料部の静水圧性の違い、アニーリングの有無によるFe2+/Fe3+の違いによる可能性もある。Ne圧媒体を用いたX線回折実験では、圧縮データは62GPaまでの圧力範囲では格子体積の圧縮挙動について不連続的な変化は見られなかったが、b/aについては、50GPa付近で不連続に見える変化が認められた。

    DOI： 10.14824/jakoka.2012.0_136

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講演・口頭発表等

  • 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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  • Electrical conductivity of iron-bearing enstatite glasses up to the lowermost mantle pressure

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

    Japan Geoscience Union Meeting 2023 

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    開催年月日： 2023年5月21日 - 2023年5月26日

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  • Acoustic wave velocities of ferrous-bearing MgSiO3 glass up to 158 GPa with implications for dense silicate melts at the base of the Earth's mantle

    増野いづみ

    第9回愛媛大学先進超高圧科学研究拠点（PRIUS）シンポジウム  2023年2月28日 

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    開催年月日： 2023年2月28日 - 2023年3月1日

    会議種別：ポスター発表  

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  • Acoustic wave velocities of ferrous-bearing MgSiO3 glass up to 158 GPa with implications for dense silicate melts at the base of the Earth’s mantle

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

    日本地球惑星科学連合2022年大会  2022年5月31日 

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    開催年月日： 2022年5月22日 - 2022年6月3日

    会議種別：ポスター発表  

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  • Experimental evidence for Si-enriched Earth’s lower mantle with ferrous iron dominant bridgmanite

    Izumi Mashino, Motohiko Murakami, Nobuyoshi Miyajima, Sylvain Petitgirard

    Conference on Science at Extreme Conditions (CSEC-2021) 

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    開催年月日： 2021年7月26日 - 2021年7月30日

    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  • Melting experiments on the Fe–C binary system up to 255 GPa: Constraints on the carbon content in the Earth’s core

    Mashino I., Miozzi F., Hirose K., Morard G., Sinmyo R.

    AGU Fall meeting 2018 

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    開催年月日： 2018年12月

    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  • Mineralogical model of the lower mantle inferred from high pressure sound velocity data 招待

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

    IAG-IASPEI 2017 

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    開催年月日： 2017年7月 - 2017年8月

    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（招待・特別）  

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  • Elasticity of hydrous phase δ-AlOOH up to core-mantle boundary pressures: Implications for the seismic anomalies induced by hydrated sediment in subducting slabs

    Mashino I., Murakami M., Ohtani E.

    Deep Carbon Observatory Summer School 2014 

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    開催年月日： 2014年7月13日 - 2014年7月18日

    記述言語：英語   会議種別：ポスター発表  

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  • Elastic properties of delta-AlOOH under high-pressure: Implications for high Vs anomaly in the mantle transition zone

    Mashino I., Murakami M., Ohtani E.

    Japan Geoscience Union Meeting 2014 

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    開催年月日： 2014年4月 - 2014年5月

    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  • Sound velocity measurement of iron-bearing enstatite glass under high pressure by inelastic X-ray scattering 招待

    Izumi Mashino

    角度分解散乱分光研究会2022年度研究集会  2023年3月2日 

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  • 高温高圧下におけるMg(OH)2の安定領域

    増田滉己, 増野いづみ, 廣瀬敬

    日本地球惑星科学連合2018年大会  2018年5月 

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    会議種別：口頭発表（一般）  

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  • 地球コアの解明に向けて

    廣瀬敬, 増野いづみ, 新名良介, 大石泰生

    SPring-8シンポジウム2017  2017年9月 

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    会議種別：シンポジウム・ワークショップ パネル（指名）  

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  • Sound velocities of δ-AlOOH up to lowermost mantle pressures; Implications for the seismic anomalies in deep mantle 招待

    Mashino I.

    HPSTAR  2017年2月 

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    記述言語：英語   会議種別：公開講演，セミナー，チュートリアル，講習，講義等  

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  • Sound Velocities of δ-AlOOH up to CMB Pressures with Implications for the Seismic Anomalies in Deep Mantle

    Mashino I., Murakami M., Ohtani E.

    Tohoku Forum for Creativity, Earth and Planetary Dynamics, International Workshop：New Challenges in Volatile Cycling in the Deep Earth  2016年7月 

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    記述言語：英語   会議種別：ポスター発表  

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  • Sound Velocities of δ-AlOOH up to CMB Pressures with Implications for the Seismic Anomalies in Deep Mantle

    Mashino I., Murakami M., Ohtani E.

    Goldschmidt2016  2016年6月 

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    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  • Sound velocities of delta-AlOOH up to lowermost mantle presuure; Implications for the seismic anomalies in deep mantle

    Mashino I., Murakami M., Ohtani E.

    Japan Geoscience Union Meeting 2016  2016年5月 

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    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  • Sound velocity of δ-AlOOH up to core-mantle boundary pressures: Implications for the seismic anomalies induced by hydrated sediment in subducting slabs

    Mashino I., Murakami M., Ohtani E.

    AGU Fall meeting  2014年12月 

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    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  • 核マントル境界圧力条件までのδ-AlOOH相の音速測定；沈み込むスラブの含水堆積岩層による地震波不連続への影響

    増野いづみ, 村上元彦, 大谷栄治

    第55回高圧討論会  2014年11月 

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    会議種別：口頭発表（一般）  

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  • 高温高圧下における含水H相-δ相固溶体(MgSi,Al2)O2(OH)2の安定領域と下部マントルの水

    大谷栄治, 天池洋平, 鎌田誠司, 坂巻竜也, 増野いづみ, 村上元彦, 鈴木昭夫, 平尾直久

    第55回高圧討論会  2014年11月 

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    会議種別：口頭発表（一般）  

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  • Sound velocities of MgGeO3 gel at high pressure: Implication for structural changes in mgSiO3 melt

    Kawadai T., Murakami M., Ohtani E., Mashino I.

    International Symposium “Advances in High Pressure Research: Breaking scales and horizons”  2014年9月 

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    会議種別：シンポジウム・ワークショップ パネル（指名）  

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  • Brillouin散乱法を用いた地球核マントル境界圧力条件までのδ-AlOOH相の音速測定と地球・火星内部への適用

    増野いづみ, 村上元彦, 大谷栄治

    日本惑星科学会  2014年9月 

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    会議種別：口頭発表（一般）  

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  • Elasticity of δ-AlOOH under high pressure: Implications for positive Vs anomaly at 600 km depth

    Mashino I., Murakami M., Ohtani E.

    11th International Workshop on WATER DYNAMICS, Deep Carbon Cycle  2014年3月 

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    記述言語：英語   会議種別：シンポジウム・ワークショップ パネル（指名）  

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  • Equations of state of iron and Fe0.9Ni0.1 alloy.

    Sakai T., Takahashi S., Nishitani N., Mashino I., Ohtani E., Hirao N.

    Workshop on Elasticity and Iron  2014年2月 

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    会議種別：シンポジウム・ワークショップ パネル（指名）  

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  • Stability and melting relations of Fe3C up to 3 Mbar: Implication for the carbon in the Earth’s inner core

    Takahashi S., Ohtani E., Sakai T., Mashino I., Kamada S., Miyahara M., Sakamaki T., Hirao N., Ohishi Y.

    AGU Fall meeting  2013年12月 

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  • Melting relations and stability of Fe3C up to 230 GPa: Implication for the carbon in the Earth’s inner core

    Takahashi S., Ohtani E., Sakai T., Miyahara M., Kamada S., Mashino I., Hirao N., Ohishi Y.

    Japan Geoscience Union Meeting 2013  2013年3月 

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  • Equation of state of Fe and Fe-Ni alloy at multi-megabar

    Sakai T., Takahashi S., Nishitani N, Mashino I., Ohtani E., Hirao N.

    AGU Fall meeting  2012年12月 

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  • Equation of state of Fe3+-bearing Mg-perovskite in the lower mantle and effects of spin transition of iron

    Mashino I., Hirao N., Ohtani E., Sakai T., Hamada M., Nakano S., Akasaka M.

    AGU Fall meeting  2012年12月 

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    記述言語：英語   会議種別：ポスター発表  

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  • Fe0.9Ni0.1合金の状態方程式

    境毅, 高橋豪, 西谷尚也, 増野いづみ, 大谷栄治, 平尾直久

    第53回高圧討論会  2012年11月 

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  • 核モノクロメータによる高圧放射光メスバウアー分光法の開発とX線回折との同時測定

    平尾直久, 大石泰生, 三井隆也, 増野いづみ, 浜田麻希, 松岡岳洋, 大谷栄治

    第53回高圧討論会  2012年11月 

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  • Equations of state of vore materials; implication for the core composition

    Sakai T., Takahashi S., Nishitani N., Mashino I., Ohtani E., Hirao N.

    G-COE International Symposium “Achievements of G-COE Program for Earth and Planetary Dynamics and the Future Perspective  2012年9月 

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  • Equation of state of Fe3+-bearing perovskite in Earth’s lower mantle and effects of spin transision of iron

    Mashino I., Hirao N., Ohtani E., Sakai T., Hamada M., Nakano S., Akasaka M.

    G-COE International Symposium “Achievements of G-COE Program for Earth and Planetary Dynamics and the Future Perspective  2012年9月 

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    記述言語：英語   会議種別：ポスター発表  

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  • 下部マントルにおけるFe3+を含むMg-ペロブスカイトの状態方程式とスピン転移の影響

    増野いづみ, 大谷栄治, 境毅, 浜田麻希, 中野智志, 赤坂正秀, 平尾直久

    日本鉱物科学会  2012年9月 

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    会議種別：ポスター発表  

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  • 放射光X線回折法およびスペクトロスコピーを併用した地球中心部の総合的解明

    増野いづみ, 大谷栄治, 境毅, 寺崎英紀, 村上元彦, 平尾直久, 大石泰生

    SPring-8シンポジウム2012  2012年8月 

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    会議種別：ポスター発表  

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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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  • 沈み込むスラブ物質の高温高圧下における弾性と融解関係の解明；地球内部の水のゆくえ

    研究課題/領域番号：15J02017  2015年04月 - 2017年03月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 特別研究員奨励費  特別研究員奨励費

    増野 いづみ

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    配分額：2300000円 （ 直接経費：2300000円 ）

    今年度は前年度に引き続き、超高圧下における鉄を含むブリッジマナイトの音速測定を行い、今までに報告されている数倍以上の圧力であるメガバール圧力下までの鉄を含むブリッジマナイトの弾性波速度の測定に成功した。鉄を含むブリッジマナイトは下部マントルに最も多く存在する鉱物であるが、従来の研究では鉄を含むブリッジマナイトのメガバール圧力下における音速測定は実験の困難さにより行われていなかった。本実験の音速測定結果を用い、実際の地球の地震波観測データと比較することで、下部マントルの鉱物学的モデルをより強く制約することができる。本研究では音速測定に加え、ブリッジマナイトの音速に対する鉄の効果を決めるため、透過型電子顕微鏡(TEM)- 電子エネルギー損失分光法(EELS)装置を用いた高圧高温発生装置ダイヤモンドアンビルセル(DAC)の回収試料の鉄の量および価数の測定を試みた。鉄を含むブリッジマナイトのTEM-EELS測定はバイロイト大学バイエルン地球科学研究所で行った。その結果、鉄の濃度・鉄のスピン転移によりブリッジマナイトの音速が有意に変化することが明らかになった。現在、ブリッジマナイトの鉄の濃度およびスピン転移の効果を考慮に入れた下部マントルの鉱物学的モデルを検討しており、今までのところ下部マントルは上部マントルよりもSiに富むモデルがもっともらしいということが導き出された。上部マントルよりも下部マントルがSiに富むという結果は、地球の進化過程や地球の材料物質について大きな示唆を与える。Siが下部マントルに富むことで、現在のマントル対流は、従来考えられていたような一層対流とは異なる可能性が示唆される。また、地球の材料物質については、典型的なCIコンドライトとは一致せず、地球に特有のコンドライト（たとえばEarthコンドライトなど）を考える必要があることが示唆される。

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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

  • 地球惑星物質科学概論 （2023年度） 前期  - 月3～4

  • 実験地球惑星物理学特別演習 （2023年度） 通年  - その他

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