第3章 地球物質とその性質 PREM (Preliminary Reference Earth Model) PREM (P, , ) 3 図2 地殻 30km, 1GPa 上部マントル マントル遷移層 410km 14GPa ケイ酸塩 660km 23GPa 下部マントル 核マントル境界 2900km 135 GPa 外核 金属鉄 5100km 330 GPa 内核 6370km 360 GPa 地球内部の温度 Temperature vs. Depth マントル 核 5 Fig. 19.10 Upper Mantle Convection as a Possible Mechanism for Plate Tectonics Fig. 19.8 Spring-8と Photon Factory （ＰＦ）放射光施設 SPEED-MkII マルチアンビル高圧装置 レーザー加熱ダイヤモンドアンビル高圧装置 X-ray Radiography and Tomography at high pressure: Application of multianvil press APS BL-BMD13 250 ton Radiography Micro-tomography PF BL14C (MAX-III) 700 ton SPring-8 BL04B1 (SPEED-1500) 1500 ton High Pressure Systems 1. Large volume press: Kawai-type Multi-anvil apparatus （3000t、1500t, 1000t、700tプレス） Developed in Japan and now used world wide: Large sample volume: 1cm3 in 10 GPa 2. Diamond anvil cell Double sided laser heating Nd:YAG, YLF, and CO2 laser for heating at high pressure.: combined with Raman spectroscopy, Xray diffraction 11/25 高温高圧実験の方法 BL10XU beamline, SPring-8 高圧装置 :Diamond anvil cell X-ray ダイヤモンドLaser サンプル(Fe-3.4 wt% Si) ガスケット Re 圧力媒体 (NaCl) Culet size 35, 75, 100, 250, 300 μm ダイヤモンド 高温発生方法: Nd:YLF laser (λ=1.056 μm, heating spot size: 20 μm） 出発物質 : Fe-3.4 wt% Si (RAREMETALLIC CO.LTD.) 圧力の測定: EOS of NaCl (B1-NaCl:Brown, 1999; B2-NaCl:Fei et al., 2007) 温度測定: Spectrometric method using radiation A diamond anvil compressed at 374 GPa and 300 K 365 GPa マントル Temperature, K 上部マントル 遷移層 下部マントル レーザー加熱ダイヤモンドアンビルセル 焼結ダイヤマルチアンビルプレス DAC 2012/1/11 外核 Pressure, GPa 374 GPa 700 K 地球の断面図 Fig. 20.25d 15 図２５ 隕石に含まれる主な鉱物～地球の鉱物と共通 大陸地殻 海洋地殻 リソスフィア アセノスフィア 上部マントル 地殻とマン トルの構造 マントル遷移層 下部マントル 横波速度Ｖｐ Fig. 19.7 図２７ かんらん石（オリビン） 橄欖岩（かんらん岩・ペリドタイト） 珪酸塩の例：オリビン（かんらん石） マントルを構成する岩石はかんらん岩 （peridotite, かんらん石・輝石を主成分とする） Olivine Chip Clark Isolated Tetrahedra Silcate (example: olivine) Fig. 2.17a 22 地球と火星のマントルを作る鉱物 地球 火星 オリビン、斜方輝石、単斜 輝石、ガーネット 1250 km ウオズレアイト、メージャライト リングウッダイト 1800 km マグネシオブスタイト＋ マグネシウムペロブスカイト＋ カルシウムぺロブスカイト (From Crust to Core and Back, p42, Ed. F. Seifert, BGI, 2004) 4 上部マントルを構成する鉱物とマントルの融解 30 km 90 km 150km 上部マントルを構成する鉱物とマントルの融解 尖晶石カンラン岩 （Spinel peridotite) 石榴石カンラン岩（Garnet peridotite） 斜長石カンラン岩 （Plagioclase peridotite) 30 km 90 km 150km 図２９ 660km地 震波不連 続 410 km 地震波 不連続 下部マントル マントル遷移層 上部マントル 問題 １．カンラン石（Mg,Fe)2SiO4の高圧多形の名称を二 つ記せ。 ２．マントルには、二つの大きな地震波不連続面が 存在する。その二つの名称と、その不連続の原因に ついて述べよ。 ３．上部マントルのMg/Siとコンドライト隕石のMg/Si の違いを述べよ。また、この違いはどのように説明さ れているか。
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