Organization
School of Science Associate Professor
Title
Associate Professor
External link
azuma shintaro
Research Areas
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Natural Science / Solid earth sciences
Research History
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東京科学大学(旧 東京工業大学), 理学院 地球惑星科学系, 准教授
2024.11
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東京科学大学(旧 東京工業大学), 理学院 地球惑星科学系, 助教
2024.10
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東京工業大学, 理学院 地球惑星科学系, 助教
2019.1 - 2024.9
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九州大学, 日本学術振興会, 特別研究員(PD)
2016.4 - 2018.12
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東京工業大学 地球生命研究所, 研究員
2015.4 - 2016.3
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広島大学若手研究人材養成センター, 特別研究員
2014.5 - 2015.3
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広島大学理学研究科地球惑星システム学専攻 研究員
2014.4
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日本学術振興会, 特別研究員(DC2), 広島大学
2012.4 - 2014.3
Professional Memberships
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日本高圧力学会
2022.9
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American Geophysical Union
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The Japanese Society for Planetary Sciences
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Japan Association of Mineralogical Sciences
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Japan Geoscience Union
Papers
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Junichi Nakajima, Kazuki Miyazaki, Nobuaki Suenaga, Shintaro Azuma, Shoichi Yoshioka
Journal of Geophysical Research: Solid Earth 131 ( 4 ) 2026.4
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High-pressure picosecond acoustics for ferropericlase and bridgmanite: Elastic properties up to 86 GPa Reviewed
Tatsuya Wakamatsu, Yoshiyuki Okuda, Kenji Ohta, Yu Nishihara, Takashi Yagi, Shintaro Azuma
High Pressure Research 2026
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Temperature and pressure dependence on slip systems in MgO: Insights from large-strain deformation experiments using the rotational diamond anvil cell Reviewed
Keiya Ishimori, Shintaro Azuma, Kentaro Uesugi, Masahiro Yasutake, Keishi Okazaki, Bunrin Natsui, Eranga Gyanath Jayawickrama, Kenji Ohta
Physics of the Earth and Planetary Interiors 369 107461 - 107461 2025.12
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Crystallographic preferred orientation of (Mg,Fe)O up to 125 GPa inferred from torsional deformation experiments using a rotational diamond anvil cell
Bunrin Natsui, Shintaro Azuma, Keishi Okazaki, Kentaro Uesugi, Masahiro Yasutake, Saori Kawaguchi-Imada, Ryuichi Nomura, Kenji Ohta
Physics of the Earth and Planetary Interiors 366 107392 - 107392 2025.9
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Yohan Park, Tatsuya Wakamatsu, Shintaro Azuma, Yu Nishihara, Kenji Ohta
Physics and Chemistry of Minerals 51 ( 3 ) 2024.8
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Near-infrared focused heating method for the rotational diamond anvil cell Reviewed
Shintaro Azuma, Keishi Okazaki, Kentaro Uesugi, Masahiro Yasutake, Bunrin Natsui, Eranga Jayawickrama, Keiya Ishimori, Yoshiyuki Okuda, Yohan Park, Ryuichi Nomura
Review of Scientific Instruments 95 ( 7 ) 2024.7
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Low-temperature friction experiments on ice–salt mixtures: Implications for the strength of ice plate boundaries on Europa Reviewed
Yusuke Okazaki, Shintaro Azuma, Daijiro Fukuhara, Ikuo Katayama, Yasuhito Sekine, Tomotaka Saruya
Icarus 115961 - 115961 2024.1
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Measuring the Electrical Resistivity of Liquid Iron to 1.4 Mbar
Kenji Ohta, Sho Suehiro, Saori I. Kawaguchi, Yoshiyuki Okuda, Tatsuya Wakamatsu, Kei Hirose, Yasuo Ohishi, Manabu Kodama, Shuichiro Hirai, Shintaro Azuma
Physical Review Letters 130 ( 26 ) 2023.6
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Yohan Park, Shintaro Azuma, Keishi Okazaki, Kentaro Uesugi, Masahiro Yasutake, Yu Nishihara, Ryuichi Nomura
Geophysical Research Letters 49 ( 21 ) 2022.11
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Yohan Park, Kyoko Yonemitsu, Kei Hirose, Yasuhiro Kuwayama, Shintaro Azuma, Kenji Ohta
Mineralogical Society of America 108 ( 6 ) 1064 - 1071 2022.8
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Kosuke Kurosawa, Hidenori Genda, Shintaro Azuma, Keishi Okazaki
Geophysical Research Letters 48 ( 7 ) 2021.4
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Sensitivity of elastic thickness to water in the Martian lithosphere Reviewed
Katayama, I., Matsuoka, Y., Azuma, S.
Progress in Earth and Planetary Science 6 ( 1 ) 2019
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Anvil design for slip-free high pressure deformation experiments in a rotational diamond anvil cell Reviewed
Azuma, S., Nomura, R., Uesugi, K., Nakashima, Y., Kojima, Y., Doi, S., Kakizawa, S.
High Pressure Research 38 ( 1 ) 2018
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Initiation of plate tectonics in the Hadean: Eclogitization triggered by the ABEL Bombardment Reviewed
Maruyama, S., Santosh, M., Azuma, S.
Geoscience Frontiers 9 ( 4 ) 2018
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Evolution of the rheological structure of Mars Reviewed
Shintaro Azuma, Ikuo Katayama
Earth, Planets and Space 69 ( 1 ) 2017.12
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Effect of water on rock deformation and rheological structures of continental and oceanic plates Reviewed
Ikuo Katayama, Shintaro Azuma
The Journal of the Geological Society of Japan 123 ( 6 ) 365 - 377 2017.6
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Subduction of the primordial crust into the deep mantle Reviewed
Ichikawa, H., Gréaux, S., Azuma, S.
Geoscience Frontiers 8 ( 2 ) 347 - 354 2017
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High-pressure rotational deformation apparatus to 135 GPa Reviewed
Nomura, R., Azuma, S., Uesugi, K., Nakashima, Y., Irifune, T., Shinmei, T., Kakizawa, S., Kojima, Y., Kadobayashi, H.
Review of Scientific Instruments 88 ( 4 ) 2017
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Why primordial continents were recycled to the deep: Role of subduction erosion Reviewed
Azuma, S., Yamamoto, S., Ichikawa, H., Maruyama, S.
Geoscience Frontiers 8 ( 2 ) 2017
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月内部のレオロジー構造から考察する月震の発生メカニズム Reviewed
Shintaro Azuma, Ikuo Katayama
日本惑星科学会誌遊星人 2015
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Kim, D., Katayama, I., Wallis, S., Michibayashi, K., Miyake, A., Seto, Y., Azuma, S.
Journal of Geophysical Research: Solid Earth 120 ( 2 ) 2015
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Rheological decoupling at the Moho and implication to Venusian tectonics Reviewed
Azuma, S., Katayama, I., Nakakuki, T.
Scientific Reports 4 2014
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Rheological discontinuity at the oceanic Moho
Ikuo Katayama, Shintaro Azuma, Jun Muto
34 ( 4 ) 217 - 220 2012
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Strength contrast between plagioclase and olivine at water-rich Moho depths Reviewed
Shintaro AZUMA, Ikuo KATAYAMA, Ken-ichi HIRAUCHI, Shigeru YAMASHITA
Journal of Mineralogical and Petrological Sciences 105 ( 5 ) 286 - 290 2010
MISC
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High-temperature conditions for the rotational diamond anvil cell by near-infrared heating method
東真太郎, 岡崎啓史, 上杉健太朗, 安武正展, 夏井文凛, JAYAWICKRAMA Eranga, 野村龍一
日本鉱物科学会年会講演要旨(Web) 2023 2023
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Lattice preferred orientation of FeO polycrystals developed by large strain under lower mantle pressures
夏井文凜, 東真太郎, 岡崎啓史, 上杉健太朗, 安武正展, 野村龍一
日本地球惑星科学連合大会予稿集(Web) 2023 2023
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Deformation property of Wuestite polycrystals developed by large strain deformation experiments under lower mantle pressures using rotational DAC
夏井文凜, 東真太郎, 岡崎啓史, 上杉健太朗, 安武正展, 河口沙織, 野村龍一, 太田健二
日本鉱物科学会年会講演要旨(Web) 2023 2023
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Mechanism of moonquakes inferred from rheological structure of moon interior
Azuma S., Katayama I.
Planetary People 24 ( 4 ) 318 - 325 2015.12
Presentations
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【招待講演】High pressure shear deformation experiments on MgO periclase under pressure up to 120 GPa: Toward understanding anisotropy in the lowermost mantle Invited
Park Yohan, 東真太郎, 岡崎啓史, 上杉健太郎, 安武正展, 野村龍一
日本地球惑星科学連合2022年大会 2022.5
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【招待講演】回転式DACを用いた超高圧変形実験から考察する下部マントルとスラブの強度コントラスト Invited
東真太郎, 野村龍一, 上杉健太朗, 甕聡子, 西原遊, 土居峻太, 有本岳史, 入舩徹男
第７回愛媛大学先進超高圧科学研究拠点(PRIUS)シンポジウム 2021.3
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【招待講演】Two phase deformation experiments of bridgmanite and ferropericlase under high pressure and large strain Invited
Azuma, S., Nomura, R., Uesugi, K., Nishihara, Y., Doi, S., Arimoto T., Irifune
Feedbacks between Mantle Composition, Structure and Evolution 2020.9
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【招待講演】回転式ダイヤモンドアンビルセルの開発と下部マントル物質の大歪変形実験 Invited
東真太郎, 野村龍一, 上杉健太朗, 西原遊, 土居峻太, 有本岳史, 入舩徹男
日本地球惑星科学連合2019年大会 2019.5
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【招待講演】Development of the rotational diamond anvil cell for high-pressure deformation experiments and its measurement systems Invited
東真太郎, 野村龍一, 上杉健太朗, 西原遊, 土居峻太, 有本岳史, 入舩徹男
日本地球惑星科学連合2019年大会 2019.5
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【招待講演】A new apparatus for high-pressure deformation experiments and deformation microstructures of lower mantle materials Invited
Azuma, S., Nomura, R., Uesugi, K., Nishihara, Y., Doi, S., Arimoto, T., Irifune, T.
The 1st International Workshop for Aquaplanetology 2019.3
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【招待講演】NPDの利用によって広がる超高圧変形試験機回転式DACの可能性 Invited
東真太郎
GRC 1st NPD Workshop 2018.2
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【招待講演】回転式ダイヤモンドアンビルセルとホウ素ドープダイヤモンドの融合による大ひずみ変形その場電気伝導度測定 Invited
東真太郎, 松本凌, 太田健二, 高野 義彦
日本地球惑星科学連合2025年大会 2025.5
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【招待講演】火星のレオロジー構造の進化 Invited
東真太郎, 片山郁夫
日本地球惑星科学連合2016年大会 2016.5
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【招待講演】固体地球科学と材料科学の融合における回転式ダイヤモンドアンビルセルが担える役割 Invited
東真太郎, 太田健二
日本地球惑星科学連合2024年大会 2024.5
Awards
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異分野融合研究支援賞
2022.3 東京工業大学
Research Projects
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岩石の高速破壊過程：地震から天体衝突までの統一的理解
Grant number：25H00692 2025.4 - 2029.3
日本学術振興会 科学研究費助成事業 基盤研究(A)
岡崎 啓史, 東真太郎, 安武正展, 小池みずほ, 黒澤耕介
Grant amount：\46410000 （ Direct Cost: \35700000 、 Indirect Cost：\10710000 ）
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回転式DACによる超高圧高温変形実験から明らかにする深部スラブの変形特性
Grant number：24K00729 2024.4 - 2028.3
日本学術振興会 科学研究費助成事業 基盤研究(B)
東 真太郎, 太田 健二, 岡崎 啓史, 安武 正展
Grant amount：\18590000 （ Direct Cost: \14300000 、 Indirect Cost：\4290000 ）
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Solid State Ionics under extreme conditions of Earth's deep interior
Grant number：24H00266 2024.4 - 2028.3
Japan Society for the Promotion of Science Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
Grant amount：\47840000 （ Direct Cost: \36800000 、 Indirect Cost：\11040000 ）
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ダイヤモンド量子センサによる高圧超伝導体のナノスケール物性計測
Grant number：23K26528 2024.4 - 2026.3
日本学術振興会 科学研究費助成事業 基盤研究(B)
荒井 慧悟, 松本 凌, 東 真太郎
Grant amount：\5330000 （ Direct Cost: \4100000 、 Indirect Cost：\1230000 ）
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回転式DAC × レーザー加熱 = 地球深部に沈み込んだ海洋地殻の変形特性の解明
Grant number：21K18647 2021.7 - 2024.3
日本学術振興会 科学研究費助成事業 挑戦的研究(萌芽) 挑戦的研究(萌芽)
東 真太郎
Authorship：Principal investigator
Grant amount：\6110000 （ Direct Cost: \4700000 、 Indirect Cost：\1410000 ）
[研究概要]
本研究は、応募者グループが独自に開発した回転式ダイヤモンドアンビルセル(DAC)における新たな高温技術を切り開くとともに、下部マントル領域(>23GPa)に沈み込んだプレートの海洋地殻部分を構成する高圧鉱物の変形特性の解明に貢献することを目的とする。
[挑戦的研究としての意義]
回転式ダイヤモンドアンビル装置は、変形特性に関して地球内部全域を研究対象とするために、応募者グループが独自に開発を進めてきた超高圧変形試験機であり、この変形試験機にレーザー加熱やその他の新たな高温技術を導入・実用化に挑戦することで、圧力だけでなく変形実験が可能な温度範囲の拡大と安定化を試みる。それと同時に、地球内部のダイナミクスとその進化を解明する上で重要でありながら、研究例がほとんどない、もしくは、その技術的困難さから制限付きの実験結果しかない海洋地殻における高圧鉱物の変形特性の理解を前進させる。
[結果の概要]
まず新たに光学系を組むことで、ファイバーレーザーによる回転式DACの片面加熱が可能となった。しかし、試料中の大きな温度勾配を避けることは困難であるため、これに加えて、新たにより安定した外熱式加熱を実現するため、回転式DACに導入する赤外線集光加熱システムの開発を進めている。現在赤外線を放射するハロゲンランプ部分が完成し、大気圧下におけるテストでは、773 K以上の加熱を安定に行えることが確認できた。このシステムを実際の回転式DACに装備させることで、1573 K以上の加熱が可能となることが期待される。 -
超高圧超大歪み変形実験による全マントル領域を網羅する地球内部レオロジー断面の決定
Grant number：21H04528 2021.4 - 2026.3
日本学術振興会 科学研究費助成事業 基盤研究(A) 基盤研究(A)
岡崎 啓史, 野村 龍一, 東 真太郎, 上杉 健太朗
Authorship：Coinvestigator(s)
Grant amount：\43160000 （ Direct Cost: \33200000 、 Indirect Cost：\9960000 ）
2021年度に当初の計画通り、海洋研究開発機構高知コア研究所へ改良型回転式ダイヤモンドアンビル装置を新たに設置することができた。なお、2022年度からの研究代表者の広島大学への異動に伴い当該装置も広島大学へ移設した。回転式ダイヤモンドアンビル装置は持ち運び可能であるため、2022年度からはSPring-8に持ち込み、既設の回転式ダイヤモンドアンビル装置と置き換えて放射光実験でも使用予定である。また、SPring-8の測定系についても研究分担者であるSPring-8のビームラインサイエンティストの上杉博士を中心に新しい光学素子を導入するなどのアップデートをおこなうことができた。
2021年度はSPring-8のビームタイムを前期後期で各1週間ほど確保することができ(前期は研究分担者である野村、東両博士が申請代表、後期は東、岡﨑が申請代表)、本研究のテーマであるマントル遷移層周辺の圧力条件(およそ20GPa)において、カンラン石の相転移による粘性率低下と深発地震断層形成のプロセスを放射光XRD測定による鉱物組成と応力変化のリアルタイム観察をおこなうことができた。出発試料としてはカンラン石94%、斜方輝石6%の模擬マントル物質を使用した。また、放射光実験から得られたXRDデータから試料にかかる応力を計算するMatlabのスクリプトを作成することができた。今年度は昇温がうまくいかず、比較的低温のデータしか取得できなかったが、放射光下で変形実験をおこなうことに成功し、模擬マントル物質の相転移を伴わない際の応力歪曲線を取得することができた。 -
Development of innovative high-pressure deformation technology toward understanding complicated seismic structure and dynamics of Earth's inner core
Grant number：19H00724 2019.4 - 2023.3
Japan Society for the Promotion of Science Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (A) Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
Authorship：Coinvestigator(s)
Grant amount：\46670000 （ Direct Cost: \35900000 、 Indirect Cost：\10770000 ）
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Experimental study on the rheology of D'' layers using a newly developed ultra-high pressure deformation apparatus
Grant number：19H02003 2019.4 - 2022.3
Japan Society for the Promotion of Science Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Azuma Shintaro
Authorship：Principal investigator
Grant amount：\17810000 （ Direct Cost: \13700000 、 Indirect Cost：\4110000 ）
To evaluate the rheological properties of the D'' layer, which is located at the lowest part of the Earth's inner mantle, we challenged the ultrahigh-pressure large strain deformation experiments using the developed deformation apparatus 'rotational diamond anvil cell' and minerals constituting the D'' layer (post-perovskite and periclase). Deformation experiments of the periclase showed that the crystallographic preferred orientation developed with strain. Our analysis of seismic anisotropy based on the deformation experiments indicates that the deformation of the periclase contributes significantly to the observed seismic anisotropy of the D'' layer. On the other hand, the post-perovskite results were only successfully synthesized in a rotational diamond anvil cell.
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回転式ダイヤモンドアンビル装置による沈み込んだスラブ内レオロジーの検証
Grant number：18H04370 2018.4 - 2020.3
日本学術振興会 科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型) 新学術領域研究(研究領域提案型)
東 真太郎
Authorship：Principal investigator
Grant amount：\4940000 （ Direct Cost: \3800000 、 Indirect Cost：\1140000 ）
本研究の課題として、ブリッジマナイトとフェロペリクレースの超高圧高温下における大ひずみ変形微細組織を明らかにすることと、力学データ(応力-歪曲線)を取得することが挙げられる。
今年度は回転式ダイヤモンドアンビル装置(回転式DAC)に真空チャンバーを導入したことによる高温実験(<～1000K)、そしてX線その場観察によって応力データを取得することが可能になったため、これまで行えなかったブリッジマナイトとフェロペリクレースの大ひずみ高温高圧変形実験が可能になった。実際にブリッジマナイトとフェロペリクレースの高温高圧変形実験(P=49 GPa, T= 723 K)をSPring-8において試験的に行い、応力データを取得することができた。この応力データによると、先行研究と同様にブリッジマナイトがフェロペリクレースに比べて非常に強度が高いことが示された。しかし、歪が大きくなるにつれて、ブリッジマナイトの応力のみが減少する傾向が見られた。これは変形が進むにつれて、フェロペリクレースがネットワークを形成することで、全体の強度を支え、ブリッジマナイト中の応力がフェロペリクレースに近づいている可能性がある。室温、超高圧(～26-85 GPa)で行われた変形実験の微細組織を観察しても、弱相であるフェロペリクレースの連結度は歪の大きさに比例する傾向が見出された。これらの結果は、ブリッジマナイトと比較しフェロペリクレース(～30vol%)が十分に弱く、全体の系の力学特性を支配する可能性を示唆している。 -
高圧下において部分溶融が及ぼす岩石レオロジーへの影響
Grant number：16J02747 2016.4 - 2019.3
日本学術振興会 科学研究費助成事業 特別研究員奨励費 特別研究員奨励費
東 真太郎
Authorship：Principal investigator
Grant amount：\4420000 （ Direct Cost: \3400000 、 Indirect Cost：\1020000 ）
マントル全域の超高圧力を再現でき、大歪変形実験(ねじり試験)を可能とする変形試験機の必要性とその重要度を鑑み、当初の予定とは異なるがダイヤモンドアンビルセルを改良した回転式ダイヤモンドアンビルセル (回転式DAC)の開発にエフォートを割いた。
昨年度に予定していた通り、回転式ダイヤモンドアンビルセルでの変形実験中に応力測定を行えるようにSPring-8での開発、そして高温実験を可能にするために回転式DAC専用の真空チャンバー(+外熱式ヒーター)の導入を行った。
これにより変形実験中にXRDによる応力測定と、1000 Kまでの高温実験が可能となった。
これによって、変形実験装置に必要な高圧、高温、歪(歪速度)の測定と制御、応力測定の要素が全て揃ったことになり、改良は必要なものの、変形実験装置として完成したと言える。
この回転式DACを用いて、ブリッジマナイトとフェロペリクレースの２相系の変形実験を行なった。実験条件として室温、圧力=～26-85 GPaである。歪については試料が円柱型のねじり試験であるため、幅があるが最大で歪～10ほどまでの解析を行なった。各条件における微細組織の観察を行なったところ、弱相であるフェロペリクレースの連結度は歪の大きさに比例する傾向が見出された。これはブリッジマナイトと比較し、フェロペリクレース(～30vol%)が十分に弱く、全体の系の力学特性を支配する可能性を示唆している。SPring-8(BL47XU)においてX線その場観察によって取得された変形実験中のブリッジマナイトとフェロペリクレースの応力データについても、先行研究(e.g., Girard et al., 2016)と同様にブリッジマナイトが優位に強度が大きいことを示した。 -
Shear instability in solid-liquid two-phase system at high pressure
Grant number：15K13596 2015.4 - 2018.3
Japan Society for the Promotion of Science Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
Tomoaki Kubo, AZUMA SHINTARO
Authorship：Collaborating Investigator(s) (not designated on Grant-in-Aid)
Grant amount：\3640000 （ Direct Cost: \2800000 、 Indirect Cost：\840000 ）
Intermediate-depth earthquakes and deep moonquakes are observed at more than 2 GPa where most rocks exhibit plastic deformation rather than brittle failure, owing to high pressures and temperatures. It has been suggested that antigorite dehydration and partial melting are may be responsible for these shear instability at high pressures. In order to assess this issue, we developed an AE monitoring system for high-pressure reaction-deformation processes in large shear strains combined with Deformation-DIA apparatus and synchrotron monochromatic X-ray. We observed shear localization during the shear deformation of olivine-antigorite two-phase system. When the material was dehydrating, acoustic emissions were detected. Such shear localization and AE activities were not observed in small strains and uniaxial compression. Large shear strain may trigger shear localization and shear instability of the dehydrating material.
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斜長石とかんらん石の相対強度から考察する地球型惑星内部のレオロジー層構造
Grant number：12J07109 2012 - 2013
日本学術振興会 科学研究費助成事業 特別研究員奨励費
東 真太郎
Grant amount：\1800000 （ Direct Cost: \1800000 ）
本年度は前年度の研究内容を発展させ、今後他の地球型惑星のレオロジー層構造に応用するため、そして、より現実に近いモデルでテクトニクスを考察するために、以下の研究を実施した。
① 実験の力学データを基に、今まで無かった斜長石のパイエルスメカニズムのパラメータを求め、流動則を決定した。
これによって、より現実に近い金星の内部のレオロジー層構造や、他の地球型惑星の内部にも応用できるように、地殻の比較的低温側(<1000℃)でのレオロジーの考察が可能となった。この流動則を求めることで、惑星内部の歪速度、温度、圧力に外挿することができる。
② 前年度は1次元のシミュレーションをすることで、金星のプレート内の変形を考察したが、今年度は、それをさらに発展させ2次元の対流シミュレーションを行った。その際使用された金星内部のレオロジーモデルは上記のパイエルスメカニズムも含めた流動則によってレオロジーモデルを計算した。
これまでにパイエルスメカニズムを含めて2次元のモデリングを行った先行研究は無かった。そしてより現実的なシミュレーションでも地殻とマントルに強度差がある場合、マントルと地殻がデカップリングを起こし、金星では地球のような沈み込みプロセス(プレートテクトニクス)が起きない事がわかった。これは地球と金星の生命を含めた惑星の進化を分ける1つの要因と考えられる。
③ 2次元のシミュレーション以外の部分は論文としてまとめられ、Scientific Reportsに掲載されました。2次元のシミュレーションも論文執筆中であり、近々投稿予定である。