研究グループ一覧

地球惑星物性学グループ

准教授 鈴木 昭夫 マグマの生成と性質、相転移、放射光
助教 坂巻 竜也 マグマ、ガラス、高温高圧
助教(学際科学 フロンティア研究所) 鎌田 誠司
助教(学際科学 フロンティア研究所) 柴﨑 裕樹 地球・惑星内部の現在・過去・未来、鉄合金、高温高圧実験
助教 小澤 信

超高圧高温実験から惑星内部構造進化を解明

超高圧高温実験から惑星内部構造進化を解明

我々の住んでいる地球の内部は高温・高圧力の極限環境の世界です。その中に存在する物質は、例えば黒鉛がダイヤモンドに変わるように、地表で見る鉱物より密度が高く、物理的・化学的に異なった性質を持っています。

私たちの研究室では、この地表から地球中心核に至る極限環境を最新の装置を使って実験室内に再現することにより、直接見ることのできない地球や惑星の内部が、どの様な物質で構成されていて、どんな性質を持ち、どの様に形成され、進化してきたかを調べています。

超高圧高温実験から惑星内部構造進化を解明

地球の深部には、いくつかの大きな不連続面や水平方向の不均質の存在が地震波で観測されています。これらには地球の中に存在している物質の種類が変わったり、性質が変わったりすること、沈み込む海洋地殻(スラブ)やマントル最下部からの上昇流(スーパープリューム)など地球内部を循環する大きな流れが深く関与していると考えられます。
このような地球の全体像を明らかにするため、マルチアンビル型装置(MA8)という精密な高温高圧実験装置や、ダイヤモンドアンビルセル(DAC)と呼ばれる百万気圧以上もの高圧力が発生できる装置を用いて、実験を行います。
また日本一強力なX線(放射光)を用いた、高温高圧下でのその場観察実験技術も用いて、これらの問題に取り組んでいます。

超高圧高温実験から惑星内部構造進化を解明

46億年前、形成期の地球表面はマグマの海で覆われていたと考えられています。
また、月の起源として最近注目を浴びている「ジャイアント・インパクト説」のように、地球のマントルにまで影響を与えるような大事件もあったとも考えられています。
このような状態から、現在の地球が形成されてくるまでの歴史を調べるには、地球の深部条件でマグマがどの様に固まり、岩石と金属に分かれ、層構造を造ったかを調べることが重要です。
そのため初期地球を造っていたと考えられる物質を高圧力下で融解させることにより、地球の進化を調べています。これらの手法は他の地球型惑星の進化にも同様に適用できます。