京都大学 研究
地球深部の主要鉱物は“ほぼ乾燥”していた
～深部の水の行き先が判明～
【産学連携対象 全学共通分野 Discovery Saga】
【Sagaキーワード】
この研究の主な対象者企業・研究者の方
公開日
研究者情報
研究者名伊藤 正一
京都大学 教育研究活動データベース
発表のポイント
地球深部の主要鉱物の一つデイブマオアイトが、従来想定よりはるかに少量しか水を取り込まないことを、超高精度高温高圧実験により明らかにしました。これまで「下部マントルの水を担う可能性がある」と考えられてきたデイブマオアイトは、実際にはほぼ乾いた状態で存在することが判明しました。
この発見は、深部水が主に沈み込んだ地殻物質に集中するという新しい描像を提示しました。
概要
岡山大学学術研究院先鋭研究領域（惑星物質研究所）の石井貴之准教授、広島大学の高市合流特任助教、愛媛大学、帝京科学大学、京都大学大学院理学研究科の伊藤正一准教授、高輝度光科学研究センター、中国北京高圧研究センターの国際共同研究グループは、大型放射光施設SPring-8において、川井型マルチアンビル高圧発生装置と放射光X線を組み合わせ、地球下部マントルの主要鉱物であるデイブマオアイトの含水下の体積を、下部マントル最上部条件までの高温高圧下で精密測定しました。この成果は7月24日、英国の地球科学誌「Communications Earth & Environment」に掲載されました。デイブマオアイトの水含有量は、実験的に決定することが難しいため、地球深部の水循環モデルを構築するうえで大きな障壁となっていました。本実験結果から、乾燥・含水条件で合成したデイブマオアイトの体積はほぼ同じで、水溶解度は従来の推定の1/10以下（0.08 wt%以下）であることが明らかとなりました。主要下部マントル鉱物が水を保持しないことから、深部の水は沈み込む地殻物質に集中するという新しい水循環モデルを提案しました。本成果は地球内部の物質循環と進化の理解を大きく前進させるものです。研究者のコメント
「今回の成果は、日本が世界をリードしてきた放射光×マルチアンビルプレス技術を、国内研究グループが最大限に融合させたことで実現しました。マルチアンビル実験は、『地球深部をそのまま実験室に再現できる』強力な手法として進化を続けています。この知と技を次世代へ継承し、学生や若手研究者が『自分もマルチアンビルで地球の謎に挑みたい』と心から思える環境を広げていきたいと考えています。興味を持たれた方は、ぜひ一緒に研究しましょう。」（石井貴之）