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愛媛大学地球深部ダイナミクス研究センター

Geodynamics Research Center, Ehime University
  • 第1部会
  • 共同利用・共同研究拠点

研究所・センターの概要


センター長
入舩 徹男
Irifune,Tetsuo
キーワード
超高圧実験、第一原理計算、地球ダイナミクス、鉱物物性、相転移、地球深部、マントル、核、レオロジー、地球深部水、スーパーアース、惑星科学、ダイヤモンド、新物質合成
住所
〒790-8577
愛媛県松山市文京町2番5号
実験と理論により地球の深部を探る

地球の中心部に至る超高圧と高温条件を実験室に再現し、また多様な物性測定法や放射光・中性子などの量子ビームを組み合わせることにより、地球深部物質の構造と物性、更にそのダイナミクスや進化の解明を目指しています。実験が困難な圧力温度領域においては、第一原理計算を用いた数値シミュレーションを行うとともに、得られた物性パラメーターを用いた流体力学計算に基づき、より現実的な地球深部や惑星・スーパーアースの内部の動きも探っています。一方で、超高圧技術を生かした新物質の合成にも取り組んでおり、世界最硬「ヒメダイヤ」(ナノ多結晶ダイヤモンド)の合成はその一例です。これらの高度な技術や先端的な研究及び人材育成の成果を基に、本センターは平成25年に共同利用・共同研究拠点化(先進超高圧科学研究拠点:PRIUS)されています。

平成27年度の研究活動内容及び成果


下部マントル化学組成の制約

地球の体積の半分以上を占める深さ660~2900kmの下部マントルの化学組成を明らかにすることは、地球の原材料や進化を知るうえで非常に重要です。本センターの理論グループと実験グループは、この問題に正面から取り組んでいます。平成27年度には第一原理計算に基づく多成分系の弾性や密度変化の見積もりに基づき、下部マントルが上部マントル同様にかんらん岩(パイロライト)的な化学組成である可能性が強いことを示しました (Nature Geoscience誌発表)。一方で実験グループでもこれと独立に、下部マントル条件下での高圧相鉱物の弾性波速度・密度変化の直接測定をすすめており、これを支持する結果が得られています。このように両者の結果から、下部マントルの化学組成に対して決定的な制約が与えられつつあります。

弾性波速度、密度の計算とPREMとの比較図

弾性波速度、密度の計算とPREMとの比較図

 

社会との連携


国内外の研究者との連携とアウトリーチ活動

本センターと、新たにモスクワ大学地質学部及びヨーロッパ放射光実験施設(ESRF)との学術交流協定が締結され、従来の7つの国際協定に加えて国際的連携の基盤が一層強化されました。また本センターを中核とした新学術領域研究「核-マントル相互作用と共進化」が採択され、我が国の地球深部科学関連分野の多数の研究者を組織した分野横断的研究が開始されました。これらの連携などに基づく研究成果は、6回のプレスリリースによりマスコミ等を通じて一般に公表されるとともに、日本地球惑星科学連合の展示ブース及び愛媛大学ミュージアムにおける展示、また一般向け講演会の開催や、年3回のニュースレターの発行などにより広く周知されています。

日本地球惑星科学連合(JpGU)展示ブースにて

日本地球惑星科学連合(JpGU)展示ブースにて

 

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