愛媛大,マントルの熱輸送特性に新知見

愛媛大学の研究グループは,地球深部マントルの主要構成鉱物と考えられているMgSiO3ブリッジマナイト(Brg)およびポストペロブスカイト(PPv)の格子熱伝導率(k)をコンピューターシミュレーションに基づき決定し,Brg-PPv相転移に伴いkが増加することを発見した(ニュースリリース)。

地球の最深部マントルの熱輸送特性の解明は,マントルの対流様式,地磁気の時間発展,内核の成長など,地球深部の熱進化を理解するうえで必要不可欠となる。しかし,下部マントルは超高温高圧環境のため(およそ20-140万気圧,2000-4000K),熱伝導率の実験的な測定は容易ではない。

研究グループは,下部マントルの主要構成鉱物と考えられているMgSiO3Brgおよびそれの最深部マントル条件下の高圧相として知られているPPvのkを量子力学シミュレーションにより決定した。

その結果,Brg-PPv相転移に伴いkが増加し,最深部マントルにおける相転移境界は格子熱伝導率の境界でもあることを発見した。これにより,相転移が核からマントルへと運ばれる熱流束の不均質性を増加させ,マントル・核のダイナミクスに影響を与える可能性が示唆されたという。

また,最深部マントルではPPv結晶のc軸方向が核-マントル境界に対して垂直な方向に選択配向することが地震学的観測から推定されているため,研究グループは最深部マントルにおける熱流束に対するPPv結晶の選択的配向による影響も調べた。

その結果,上述の選択配向が形成されている場合のkと結晶がランダムに配向している場合のkとの差はわずかであり,地球最深部マントルの熱輸送特性へのPPv結晶の選択配向による影響は小さいことが明らかにされた。

キーワード:

関連記事

  • 北大,バンドギャップ予測可能なペロブスカイト設計

    北海道大学の研究グループは,機械学習によってバンドギャップ(光吸収の指標)を精密に予測・設計できるペロブスカイト無機材料の開発手法を確立した(ニュースリリース)。 近年,マテリアルズインフォマティクスの発展により,機械学…

    2025.08.21
  • 東大,月面建設に向けアゲハ蝶型極小作品を打ち上げ

    東京大学の研究グループは,制作したアゲハ蝶の形を模した極小の作品「Ageha Petit(アゲハ・プティ)」が,日本時間2025年6月21日にSpaceXの Falcon 9 Transporter 14ロケットにより打…

    2025.06.20
  • 神大,ペロブスカイトで自己修復型光触媒を実現

    神戸大学の研究グループは,次世代太陽電池材料として注目されている有機無機ペロブスカイトを用いて,損傷した部位が自発的に修復する自己修復型光触媒を実証した(ニュースリリース)。 地球温暖化をはじめとする環境問題への関心の高…

    2025.04.21
  • 名大ら,最薄かつ銅の約45倍の熱輸送デバイスを開発

    名大ら,最薄かつ銅の約45倍の熱輸送デバイスを開発

    名古屋大学と粉末冶金技術のポーライトは,厚さわずか0.3mmで10W(10W/cm2)の高熱フラックスに対応可能な「超薄型ループヒートパイプ」の開発に成功した(ニュースリリース)。 現在,モバイル機器に広く用いられている…

    2025.04.03
  • 早大ら,一次元らせんペロブスカイトで巨大光起電力実証

    早稲田大学,東京大学,筑波大学は,ハロゲン化鉛ペロブスカイトの一次元らせん構造および配列を有機キラル分子と結晶成長法により制御する手法を見出し,15Vを超える巨大な光起電力を発現させることに成功した(ニュースリリース)。…

    2025.03.08

新着ニュース

人気記事

編集部おすすめ

  • オプトキャリア