【情報発信】地球内部に最も多いブリッジマナイトの粘性率の決定 ～火山や地震に影響を与えるマントルダイナミクスの解明に前進～

 

＜発表のポイント＞

• 地球マントルは対流しており、ブリッジマナイトは地球内部で最も多い鉱物であり、その対流に大きな影響を与えています。
• 本研究では、ブリッジマナイトの粘性率を変形実験により直接測定し、多様な条件下でのブリッジマナイトの粘性率を求めました。
• ブリッジマナイトの粘性率の決定により、地球内部構造とその進化の詳細に大きな制約を与えることができるようになりました。

◆概 要
　国立大学法人岡山大学（本部：岡山市北区津島中、学長：槇野博史）惑星物質研究所の辻野典秀助教、山崎大輔准教授、芳野極教授と愛媛大学地球深部ダイナミクス研究センターの西原遊教授、公益財団法人高輝度光科学研究センター（JASRI）の肥後祐司主幹研究員、丹下慶範主幹研究員の共同研究グループは、地球内部で最も多く存在する下部マントルの最主要鉱物であるブリッジマナイト多結晶体の粘性率を、高温高圧下条件下での変形実験によって決定しました。
 

地球マントルとその主要鉱物

 

マントル鉱物を一定速度で変形させるために必要な応力（クリープ強度）

 

本研究で明らかとなった地球内部の対流様式

　これにより、これまで地球物理学的観測により報告されていた下部マントルの高粘性率はブリッジマナイトの粘性率でよく説明できることが明らかになりました。

　さらに、これまで十分に制約することのできなかった地球マントル深部での差応力や鉱物の粒径を初めて見積もることが可能となり、下部マントルの大部分は上部マントルなどとは独立に対流していることが明らかとなりました。

　これは、地球内部進化モデルを考える上で大きな制約となることが期待されます。

　本研究結果は、2022年3月31日（木）午前3時（米国時間：3月30日（水）午後2時）、米国の科学雑誌「Science Advances」に公開されました。


◆研究者らからのひとこと
　惑星としての「地球」の成り立ちを知るためには、空を見上げて天体観測や探査機を飛ばして調査する方法だけでなく、下を見ながら地球内部から噴出したものを採取し、それらを調べる方法もあります。後者は前者に比べて地味ですが、後者も日本は世界最先端を走っています。ぜひ、注目してください。
 

岡山大学惑星物質研究所の辻野典秀助教と山崎大輔准教授（右）

◆論文情報
　論 文 名：Viscosity of bridgmanite determined by in situ stress and strain measurements in uniaxial deformation experiments
　掲 載 紙：Science Advances
　著 　者：Noriyoshi Tsujino, Daisuke Yamazaki, Yu Nishihara, Takashi Yoshino, Yuji Higo, Yoshinori Tange
　D O I：10.1126/sciadv.abm1821
　U R L：https://science.org/doi/10.1126/sciadv.abm1821


◆詳しいプレスリリースについて
　地球内部に最も多いブリッジマナイトの粘性率の決定～火山や地震に影響を与えるマントルダイナミクスの解明に前進～
　https://www.okayama-u.ac.jp/up_load_files/press_r3/press20220331-1.pdf


◆参考情報
・岡山大学惑星物質研究所（IPM）
　http://www.misasa.okayama-u.ac.jp/jp/
・岡山大学惑星物質研究所 地球内部物理研究室
　https://www.misasa.okayama-u.ac.jp/~hacto/top_j.html
 

岡山大学惑星物質研究所（IPM）（鳥取県東伯郡三朝町）

 

岡山大学惑星物質研究所の位置（googleマップより）

◆本件お問い合わせ先
　岡山大学 惑星物質研究所 助教　辻野典秀、准教授　山崎大輔
　〒682-0193 鳥取県東伯郡三朝町山田827
　TEL：0858-43-3754（辻野）
　TEL：0858-43-3741（山崎）
　https://www.misasa.okayama-u.ac.jp/~hacto/top_j.html

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　https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000000122.000072793.html

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https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000000616.000072793.html