GRC Ｎｅｗｓ Letter2011.11.20

No.31

国立大学法人 愛媛大学

地球深部ダイナミクス研究センター〒790-8577 松山市文京町2-5
TEL：089-927-8197（代表）
FAX：089-927-8167
http://www.ehime-u.ac.jp/~grc/

目

その一つの重要なキーワードが「国際化」であり、このため意識的に外国人教員・研究員・博士課程学生を採用するとともに、セミナーの英語化などを図ってきました。このような中、GRC では学部学生も含め、日常的に英語でコミュニケーションをとることが当たり前の状況になっています。
9 月には同プログラムの一つとして、海外での 2研究所間の若手を中心としたシンポジウムを、カーネギー地球物理研究所（GL）で開きました。これは以前から、北京大学理論応用地球物理学研究
所・米国先進放射光研究施設での開催実績があり、COE 期間中にも、バイエルン地球科学研究所・中国地質大学国家重点研究施設において実施した、若手の「他流試合」を主要目的としたものです。
特に今回は、100 年あまりの歴史を持ち、長年にわたり世界をリードしてきた GL におけるシンポ
ジウムであり、COE の到達段階を知る上でも重要なものでした。
シンポジウムでは双方から 2 名ずつの教授による keynote lecture とともに、博士課程学生や博士研究員を中心とした若手研究者の発表があり、双方のスタッフによる採点に基づき、優秀研究発表者が表彰されました。
結果的に GRC 側から 4 名、GL 側から 4 名が選出されましたが、GL 側表彰者の1 名は今年 3 月まで GRC で COE 助教を務めており、またもう 1 名も、長期にわたり GRC に滞在して研究をすすめていた博士研究員でした。従って、表彰された 8 名中 6 名までが、主に GRC での研究成果の発表であったともいえます。
このことからも示されるように、また全体の印象からも、GRC の若手は GL の若手に比べて互角以上の研究成果をあげており、発表能力も決してひけをとらないと感じました。COE もあと 1 年あまりとなりましたが、このように若手育成の面でも重要な成果があがりつつあります。今後 GRC の若手が新たな活躍場所を見出し、その輪を国内外に広げてくれることを期待しています。
一方で、ポスト COE をにらんで、GRC においては新たな研究分野の開拓や、全国共同利用・共同研究拠点化への取り組み、また博士課程を中心とした新しい大学院コースの設置準備も開始されて次センター長挨拶
センター構成NEWS＆EVENTS:
GRC 設立 10 周年記念講演会開催
大藤助教に日本鉱物科学会奨励賞、西研究
員に同学会論文賞
河野元 COE 助教に日本地質学会柵山賞
西山准教授「さきがけ」に採択
入舩センター長が国際高圧力学会会長に
真球ダイヤモンド作製に成功
二酸化物の最高密度相を発見
カーネギー研究所でシンポジウム開催
高圧物質科学シンポジウム開催
第 4 回 GCOE 若手の会ワークショップ開催
国際フロンティアセミナー
ジオダイナミクスセミナー
最新の研究紹介特別推進研究ニュース No.7

センター長あいさつ
入舩 徹男
GRC を中心としたグローバル COE
プログラム「地球深部物質学」も、残すところ 1 年
あまりとなりました。本プログラムでは、博士課程学生・研究員を中心とした若手の育成が重要な課題となっており、GRC でも様々な試みをおこなってきました。
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います。GRC における新たな研究の方向性として、
地球深部の物質科学的研究にとどまらず、超高圧を利用した新物質合成や惑星内部科学への展開、
また地球深部の動的挙動にも重点的に取り組むことを考えています。
今後の新たな研究方向とも関連し、今年 3 月に設立 10 周年を迎えた GRC では、その記念事業の一環として、10 月には全国の高圧物質科学等の研究者を招へいし、シンポジウム「高圧下における材料合成」をおこないました。また、JAXA の川口淳一郎教授を迎え、愛媛大学の主催により、記念公
開講演会「小惑星探査と地球惑星物質科学」を開催しました。今回は国内の諸事情に鑑み、記念祝
賀会の開催は見送りましたが、3 月に出された「あり方委員会」の報告に基づき、次の 10 年に向けて更なる飛躍を期したいと思います。

藤野清志（教授(COE)）
桑山靖弘（助 教）
町田真一（COE助教）
木村友亮（COE研究員）

センターの構成（H23.10.1現在）



地球深部物質構造動態解析部門
入舩徹男（教 授）
西山宣正（准教授）
大藤弘明（助 教）
丹下慶範（助 教）
川添貴章（COE助教）
Steeve Gréaux（COE研究員）
大内智博（COE研究員）
雷 力 （COE研究員）
西 真之（学振特別研究員）
秦 家千（学振外国人特別研究員）



地球物質物性計測部門
井上 徹（教 授）
松影香子（准教授(COE)）
木村正樹（助 教）
選考中 （助 教）
山田明寛（COE研究員）



量子ビーム応用部門
平井寿子（教授(COE)）2



地球深部活動数値解析部門
土屋卓久（教 授）
亀山真典（准教授）
着任予定（助 教）
Arnaud Metsue（COE助教）
臼井佑介（COE研究員）
市川浩樹（COE研究員）❖

上級研究員センター連携部門
土屋 旬（上級研究員（GRC関連））
西原 遊（上級研究員（GRC関連））
出倉春彦（研究員（GRC関連））
募集中 （研究員（GRC関連））❖

教育研究高度化支援室分室
入舩徹男（室長）
山田 朗（リサーチアドミニストレーター）
新名 亨（ラボマネージャー）
目島由紀子（技術員）
河田重栄（技術補佐員）
矢野春佳（技術補佐員）❖

客員部門
客員教授 角谷 均（住友電気工業（株）
産業素材材料技術研究所主幹）
客員教授 Yanbin Wang（シカゴ大学GSECARS
主任研究員）
客員教授 Ian Jackson（オーストラリア
国立大学地球科学研究所教授）
客員教授 Baosheng Li（ストニーブルック大学鉱物物性研究施設特任教授）
客員教授 鍵 裕之（東京大学大学院理学系研究科教授）客員准教授 舟越賢一（JASRI利用促進部門
副主幹研究員）

GRC研究員
大野一郎（理工学研究科教授）
川嵜智佑（理工学研究科教授）
榊原正幸（理工学研究科教授）
山本明彦（理工学研究科教授）
森 寛志（理工学研究科准教授）
渕崎員弘（理工学研究科教授）
小西健介（理工学研究科准教授）
山田幾也（理工学研究科助教）

加藤智恵子（事務補佐員）
田中規志 （事務補佐員）
宮本菜津子（事務補佐員）
兵頭 恵理（事務補佐員）
八城めぐみ（事務補佐員）

田中寿郎（理工学研究科教授）
野村信福（理工学研究科教授）
平岡耕一（理工学研究科教授）
山下 浩（理工学研究科准教授）
八木秀次（理工学研究科准教授）
豊田洋通（理工学研究科准教授）
松下正史（理工学研究科講師）
仲井清眞（理工学研究科教授）

NEWS＆EVENTS

阪本辰顕（理工学研究科講師）
中江隆博（理工学研究科助教）
佐野 栄（教育学部教授）


❖

GRC客員研究員
遊佐 斉（物質・材料研究機構物質ラボ主幹研究員）
鍵 裕之（東京大学理学系研究科教授）
平賀岳彦（東京大学地震研究所准教授）
道林克禎（静岡大学理学部准教授）
西堀麻衣子（産業技術総合研究所先進製造
プロセス研究部門研究員）
川本竜彦（京都大学理学研究科助教）
大高 理（大阪大学理学研究科准教授）
重森啓介（大阪大学ﾚｰｻﾞｰｴﾈﾙｷﾞｰ学研究ｾﾝﾀｰ准教授）
角谷 均（住友電気工業（株）産業素材材料技術研究所主幹）
吉岡祥一（神戸大学自然科学系先端融合研
究環都市安全研究ｾﾝﾀｰ教授）
肥後祐司（JASRI利用促進部門研究員）
浦川 啓（岡山大学自然科学研究科准教授）
山崎大輔（岡山大学ISEI准教授）
奥地拓生（岡山大学ISEI准教授）
安東淳一（広島大学理学研究科准教授）
中久喜伴益（広島大学理学研究科助教）
片山郁夫（広島大学理学研究科准教授）
中田正夫（九州大学理学研究院教授）
加藤 工（九州大学理学研究院教授）
金嶋 聰（九州大学理学研究院教授）
久保友明（九州大学理学研究院准教授）
赤松 直（高知大学教育学部准教授）
本田理恵（高知大学教育研究部准教授）
田島文子（ミュンヘン大学客員教授）
Fabrice Brunet（CNRS研究員）
Jennifer Kung（台湾国立成功大学地球科学研究所准教授）事務室
研究拠点事務課（3F）
藤村 宗 （副課長）外山廣子 （再雇用事務補佐員）

GRC 設立 10 周年記念講演会開催

入舩センター長（左上）、川口教授(中)、柳澤学長(右上)GRC 設立 10 周年を記念し、2011 年 10 月 29 日(土)、宇宙航空研究開発機構(JAXA)の川口淳一郎教授をお招きし、公開講演会「小惑星探査と地球惑星物
質科学～日本の最先端技術で探る太陽系の起源～」
を、愛媛大学主催にて開催いたしました。
記念講演会は、柳澤康信学長の挨拶の後、入舩
徹男センター長が GRC の概要や研究内容の紹介と、センターが生み出した世界最硬「ヒメダイヤ」の特徴やその応用について講演しました。続いて、小惑星イトカワの物質採取を実現した「小惑星探査機はやぶさ」
プロジェクトマネージャーである JAXAの川口淳一郎教授が、はやぶさプロジェクトの概
要や背景、地球・惑星科学のロマンや現実について、一般の参加者に分かりやすく講演いただきました。
はやぶさプロジェクトの責任者として、また、
はやぶさ関係の 3 本の映画の主人公・準主人公のモデルとしても著名な川口教授の講演には多数の聴衆が集まることが予想されました。主会場の南加記念ホールと、予備会場として設定したメディアホールにおいて、計 400 人あまりの参加者があり、特に本会場では多数の立ち見がでるほどの盛
況でした。
3



二酸化物の最高密度相を発見

愛媛大学上級研究員センターの出倉春彦研究員、
土屋旬上級研究員及び地球深部ダイナミクス研究センターの土屋卓久教授、桑山靖弘助教は、第一原理電子状態計算及びダイヤモンドアンビル装置を駆使して圧力約 200 万気圧、温度 4,000K 以上という超高圧高温下において、二酸化チタン(TiO2)の新奇高圧相を理論的に予測するとともに、同時に実験により検証しました。 発見された高圧相はリン化二鉄(Fe2P)型結晶構造を持ち、これまでに知られている二酸化物の中で最高密度相である事が示されました。
理論・実験の双方から新たな高圧相転移を発見・検証した例はこれまでに少なく、若手研究者を中心として実施された本研究は、GRC が推進しているグローバル COE プログラム「先進的実験と理論による地球深部物質学拠点」の特色を最大限に活かした重要な成果です。この研究成果は、ア
メ リ カ 物 理 学 会 で 最 も権 威 あ る 科 学 誌 で あ る「Physical Review Letters」のオンライン版で2011 年 7 月 22 日（金）に発表されました。


大藤助教に日本鉱物科学会奨励賞、西研究員に同学会論文賞

年日本鉱物科学会年会・総会において、同学会研究奨励賞が授与され、同助教は記念講演会において受賞講演をおこないました。同学会の研究奨励
賞は、鉱物科学分野において顕著な業績を上げた、
37 歳以下の若手研究者 2 名以内に授与されます。
今回の受賞は、大藤 GRC 助教による透過型電子顕微鏡分析技術を用いた、鉱物の微細組織形成過程の解明や、高圧物質科学への応用に関する一連の研究が高く評価されたものです。
また、同学会の論文賞 2 件のうち 1 件に、GRCで研究をすすめている西真之日本学術振興会研究員（PD）による、高温高圧下での鉱物相転移の反応速度に関する論文が選出され、同学会総会において同時に表彰されました。


河野元 COE 助教

2011 年 9 月 9 日（金）～11 日（日）に、茨城大学で日本鉱物科学会と同時開催された、日本地質学会第 118 回学術大会において、河野義生カーネ
ギー地球物理研究所研究員（米国先進放射光実験
施設・HP-CAT）が、同学会の柵山雅則賞を受賞しました。同賞は、地質学分野で優れた業績を上げた 37 歳以下の若手研究者に授与され、本年度は 1
名のみが選出されました。
河野研究員は、本年 3 月末まで GRC で 5 年間、研究機関研究員・COE 研究員・COE 助教として研究に従事し、今年 4 月からシカゴの HP-CAT において研究員として勤務しています。今回の受賞は、河野元 COE 助教による高温高圧下での超音波速度測定技術の開発と、そのマントル鉱物・岩石・マグ
マの弾性波速度の解明に関する研究が高く評価されたもので、同学術大会中の合同受賞講演会において、日本鉱物科学会奨励賞を受賞した大藤 GRC
助教とともに受賞講演をおこないました。


大藤 GRC 助教

河野元 COE 助教に日本地質学会柵山賞

西山准教授「さきがけ」に採択

西学振特別研究員

西山宣正准教授の研究課題「SiO2 ナノ多結晶
体：超高靭性高硬度を有する新材料の開発」が、科学技術振興機構(JST)の事業「さきがけ」（研究

GRC の大藤弘明助教に対し、2011 年 9 月 9 日（金）～11 日（日）茨城大学でおこなわれた 20114

領域「新物質科学と元素戦略」）に採択されました。
GRC に設置の超大型高圧合成装置 BOTCHAN-6000 等を活用し、新しい超硬材料の合成を系統的に進めるとともに、その特性評価や大型化に取り組みます。
西山准教授らが合成に成功した SiO2 ナノ多結晶体（NPS）は、酸化物としては最高の硬度とともに、高い靭性を有することが明らかにされており、タングステンカーバイドなどの超硬材料と同等以上の性質をもつ環境に優しい超硬材料として、その実用化が期待されます。研究期間は 3 年間を予定しており、計 4000 万円近い研究費が措置される見込みです。
入舩センター長が国際高圧力学会会長に就任2011 年 9 月 25 日（日）～30 日（金）の 6 日間に渡り、インドのムンバイで開催された第 23 回国際高圧力学会（AIRAPT-23）の総会において、GRCの入舩センター長が、50 年近い歴史を持つ同学会で日本から初めて会長に選出されました。 AIRAP
T は、高圧力を手段とした科学・技術に関する様々な分野の先端的研究成果が発表される学際的国際会議で、2 年に一度、関係諸国において持ち回りで開催されています。

カーネギー研究所でシンポジウム開催

GRC は、グローバル COE に基づく若手育成プロ
グラムの一環として、2011 年 9 月 19 日～21 日の3 日間、ワシントン DC にある地球深部科学分野における世界トップレベルの研究所であるカーネギー研究所地球物理実験施設（GL）にて、第 5 回研究所間シンポジウムを開催しました。
今回は、GRC 側から COE の連携拠点である東大・
SPring-8 からの参加者を含め 30 名、また GL 側からも同様の参加者があり、若手による研究発表と基調講演（GRC 側：土屋卓久教授、八木健彦東大教授、GL 側：Ronald Cohen 教授，Robert Hazen
教授）で、最新の研究成果を披露しました。
また、双方の博士課程学生と博士研究員の発表に対し審査がおこなわれ、GRC 側からは西研究員・出倉研究員・Metsue 研究員・楊博士課程院生が、また GL 側からは、河野研究員（元 GRC 研究員）
・
Stagno 研究員（元 GRC 長期インターンシップ学生）
・Lazar 研究員・癸生川研究員が優秀発表者として表彰されました。全体的に GRC の若手が GL の若手を凌いでいる印象があり、COE の成果が着実に出始めていることを実感しました。

Boehler 前会長（左）、入舩新会長(右)❖し、新しい超高圧実験装置の開発など、先端科学技術への応用に取り組んでいます。今回得られた真球ダイヤは、その弾性的性質の精密測定に用いられるとともに、光学レンズ等への応用も期待されます。

真球ダイヤモンド作製に成功

GRCでは、企業との共同により超高硬度ナノ多結晶ダイヤモンド（ヒメダイヤ）を用いて、直径7.5mmの大型真球ダイヤモンドの作製に成功しました。
今回作製した球状試料は直径7.5mmで、真球からのずれは数ﾐｸﾛﾝ以下と、0.1％以上の高い真球度に仕上がっており、このような大型真球ダイヤモンドの作製は世界初と考えられます。このような真球加工が可能になったのは、ヒメダイヤが通常の単結晶と異なり、多数のナノサイズの微細なダイヤ
モンドが焼結した、均質な多結晶体であることによります。地球深部ダイナミクス研究センターでは、自ら合成したヒメダイヤを様々な形状に加工
5





高圧物質科学シンポジウム開催

国際フロンティアセミナー

第41回“Thermal Conductivity of Earth’s Liquid Outer
Core from First Principles Calculations”
講演者：Dr. Nico de Koker（Bayerisches Geoinstitut,
Universität Bayreuth）
日 時：2011年7月12日16：30－17：30

平成 23 年 10 月 14 日（金）～15 日（土）の 2
日間、センターの世界トップレベルの超高圧装置
群と実験技術を応用し、超高圧物質科学分野における学際的研究の新たな展開を期すため、全国の高圧物質科学・物性科学・無機化学等の分野の研究者によるシンポジウム「高圧下における材料合成」を開催しました。
本シンポジウムは、ともに JST の「さきがけ」
事業に平成 23 年度、平成 22 年度にそれぞれ採択された、GRC の西山宣正准教授と大学院理工学研
究科（理学部化学科）の山田幾也助教（GRC 研究員）を中心に開催し、全国からの 13 件の招待講演の他，愛媛大学から入舩徹男 GRC センター長・西山准教授・山田助教・松下正史大学院理工学研究科（工学部機械工学科）講師（GRC 研究員）による口頭発表が、また関連研究者や GRC の新物質合成グループメンバーによる 16 件のポスター発表をおこないました。通常の関連分野の会合と異なり，互いに初対面の研究者が多い中、特にポスターセッションでは、センター長から差し入れられた愛媛大学の新ブランド商品「えみかヴァイ
ツェン・ビール」片手に、熱い議論が交わされました。

ジオダイナミクスセミナー
 今後の予定（詳細はHPをご参照下さい）
１１月
11/25“High-Temperature and high-pressure world
produced by shock wave”
Dr. Toshimori Sekine (Professor, Facultyof Science, Hiroshima Univ.)

12 月
12/2“The relationship between water content
and Al-content in the MTZ and the lower
mantle minerals”
Dr. Toru Inoue (Professor, GRC)
12/16 “ Pressure, temperature and Al-content
dependences of elastic properties of
Al-bearing stishovite”
Dr. Steeve Gréaux (Global COE Postdoctoral
Fellow, GRC)
“P-V-T equation of state of Ca-perovskite
up to 60 GPa and 1900 K”
Fulong Wang (Ph.D. Student, Ehime
University)❖ 第 4 回 GCOE 若手の会ワークショップ開催

過去の講演

第 297 回“ Experimental study on the phase2011 年 9 月 1～2 日に、GRC において第 4 回グロtransition of graphite to lonsdaleite
ーバル COE 若手の会ワークショップが開催されました。今回のテーマは「地球内部不均質構造がマ(hexagonal diamond)”
ントルダイナミクスに与える影響」であり、マン
Dr. Hiroaki Ohfuji (Assistant
トル内部の不均質成分がダイナミクスに与える影
Professor, GRC) 17 June 2011
響について、 実験や地震波観測、数値計算など
様々な手法を用いた研究の成果が紹介されました。
第 298 回“Phase relations of iron-nickel alloys
海洋研究開発機構、東京大、東京工業大及び広島
at high pressures”
大から 9 名の若手研究者と、GRC から 4 名の計 13
Dr. Yasuhiro Kuwayama (Assistant
名の講演に対して、GRC の若手研究者も含めて活Professor, GRC) 30 June 2011
発な議論が行われました。年齢が近く、様々な研究を行っている研究者たちが気軽に議論でき、研第 299 回“Si-Al interdiffusion rate in garnet
究者相互のネットワークづくりに対しても非常に有意義な会議となりました。
and implication for metastable mineral6proportion of pyrolite”
Dr. Masayuki Nishi (JSPS Postdoctral
Fellow, GRC)

第 305 回“Effect of subducted continental crusts
on mantle dynamics”
Dr. Hiroki Ichikawa (Global COE
Postdoctral Fellow, GRC) 7 October
2011“Lattice thermal conductivity of deep
mantle minerals”
Dr. Haruhiko Dekura (Postdoctral
Fellow, Senior Research Fellow Center,
GRC) 1 July 2011
第 300 回“Thermal equation of state of MgSiO3
akimotoite up to 20 GPa and 1500 K”
Chunyin Zhou (Ph.D. Student, Ehime
University)

第306回“Neutron powder diffraction at highpressure using compact opposed anvil
cell at J-PARC”
Dr. Takuo Okuchi (Associate Professor,
Institute for Study of the Earth's
Interior, Okayama University) 21
October 2011

“Phase relations and melt compositions
in hydrous pyrolite system”
Cuiping Yang (Ph.D. Student, Ehime
University) 8 July 2011

第307回“The behavior of carbon nitride underhigh pressure and temperature”
Yo-hei Kojima (Ph.D. Student, Ehime
University)

第 301 回“ Developments of large 6-6 typecompressionforhigh-pressure
neutron diffraction”
Dr. Akihiro Yamada (Global COE
Postdoctral Fellow, GRC)

“Determination of akimotoite-perovskite
transition in MgSiO3 and post-spineltransition in Mg2SiO4: negative
Clapeyron slopes in the two major
mantle minerals”
Yume Kinoshita (Msc. student, Ehime
University) 28 October 2011

“Seismological and mineral physicaljoint modeling on seismic anisotropy
above/below D” discontinuity beneath
the Antarctic Ocean”
Dr. Yusuke Usui (Global COE
Postdoctral Fellow, GRC)15 July 2011

第 308 回“Numerical studies on the stagnationof subducted slabs in the mantle
transition zone”
Dr. Masanori Kameyama (Associate
Professor, GRC) 4 November 2011

第 302 回“Low temperature and high pressure
properties of methane hydrate”
Dr. Hisako Hirai (Global COE
Professor, GRC) 22 July 2011

第 309 回“Pressure and compositional dependenceof the lattice dynamics of LiGaO2
investigated by Raman scatteringexperiments
andabinitiocalculations”
Dr. Li Lei (Global COE Postdoctoral
Fellow, GRC)

第 303 回“Parts for modeling the lower mantle:
Equation of state and elemental
partitioning in Mg-perovskite andmagnesiowustite”
Dr. Yoshinori Tange (AssistantProfessor, GRC) 29 July 2011

“Conductive fluid water generated bycoupling diamond anvil cell andhigh power laser”
Dr. Tomoaki Kimura (Global COE
Postdoctoral Fellow, GRC)
18 November 2011

第 304 回“Decomposition of forsterite withexistence of H2 under high pressure
and temperature”
Ayako Shinozaki (Ph.D. Student,
Ehime University) 30 September 2011
7

れが多数寄せられるとともに、GRC 関連博士後期
課程の地球深部物質学特別コースやグローバル
COE ニュースレターにも、多くの関心が寄せられ
 第 23 回国際高圧力学会（AIRAPT-23）ていました。
ムンバイは人口 1000 万人を超すインド第一の2011 年 9 月 25 日-30 日にインドのムンバイで開大都市ですが、ここ数年テロが頻発しており、本催された第 23 回国際高圧力学会(AIRAPT-23)に、学からも渡航注意がでていました。ホテルやショ
当センターから、入舩センター長、井上教授、山ッピングセンターなどの入口ではボディ・手荷物
田リサーチアドミニストレーターが参加しました。 の X 線チェックがあるなど、厳重なセキュリティー
AIRAPT は高圧力科学を推進する国々を巡回しなチェックのため、特に治安上の問題はありません
がら 2 年ごとに開催され、インドでは第 13 回のバでしたが、広大なスラムの存在に多くの参加者はンガロールに続く 2 度目となります。
衝撃を受けていました。会場となった Bhabha 原子
2011 年 9 月 25 日（日）～30 日（金）の 6 日間力研究所（BARC）は特に警戒が厳重で、朝ホテルに渡り、インドのムンバイで開催された第 23 回国を出てから夕食後に各ホテルに戻るまで集団行動
際高圧力学会（AIRAPT-23）の総会において、GRC
で、会期中ほぼ軟禁状態でした。また、会議場への入舩センター長が、50 年近い歴史を持つ同学会のカメラ持ち込みは禁止され、発表に用いる PC
で日本から初めて会長に選出されました。 AIRAPTも持ち込み申請を必要とされました。一方で、こは、高圧力を手段とした科学・技術に関する様々のような状況のため、通常の国際会議に比べて、な分野の先端的研究成果が発表される学際的国際
海外からの参加者とより深く接触・議論する機会
会議で、2 年に一度、関係諸国において持ち回りがありました。
（山田 朗）
で開催されています。
総会では、日本から入舩センター長が会長に、❖UC バークレーでの合同セミナー
アメリカ・スペインから副会長が選出されました。
これにイタリア・アメリカからの 2 名の委員を加2011 年 9 月 23 日から 9 月 26 日の 4 日間、 グ
えた 5 名の執行部と各国から選出された 13 名の評
ローバル COE 事業の一環として Bruce Buffett 教議員により、10 月から新たな体制で運営されてい授、Raymond Jeanloz 教授、松井宏晃博士のご協ます。会長は原則的に 2 期 4 年務めることになっ力の下にカリフォルニア大学バークレー校にて地ており、次回の AIRAPT 総会は 2013 年にアメリカ
球科学分野の合同セミナーが開かれました。愛媛のシアトルで、次々回はスペインのマドリードで大学からの参加者は、私を加えて臼井佑介研究員、開催される予定です。
桑山靖弘助教、土屋卓久教授、及び東京工業大学
会議においては、日本からはやはり入舩センターから河合研志研究員が参加しました。また、バー長が Plenary Lecturer に選ばれ、新会長としてのクレー校の研究員からも発表者が多数おり、セミ
挨拶とともに、ナノ多結晶ダイヤモンド（ヒメダ
ナー中の議論が活発に行われました。
イヤ）の合成と特性、またその応用に関して 50
個々の発表の詳細に関しては本稿では割愛させ分間の講演をおこないました。また、GRC は海外て頂きますが、各発表時間に想定されていた30の各種企業と並んで大学では唯一展示ブースを出分はしばしば白熱した議論によって柔軟に延長さし、山田リサーチアドミニストレーターを中心に、れ、皆が十分に議論の時間を持つ事が出来ました
GRC の活動を紹介し注目を集めました。特にヒメ事を注記させて頂きます。以下では、私の発表にダイヤの実物の展示には多くの人が集まり、超高
関して概要報告を致します。
圧技術への応用のための新たな素材として、国際本セミナーにて私は、「地球深部環境における的にも高い関心を集めていることがうかがえまし
MgOの格子熱伝導率の第一原理計算」の結果を基た。また、ヒメダイヤを用いた共同研究の申し入に、主として熱伝導による熱輸送が顕著な核-マントル境界における熱流量に関して報告しました。
マントルの熱輸送特性は、固体地球の熱史、及びダイナミクスを理解する上で重要であり、特にマントルや核の対流の熱境界層では熱伝導が主要な伝導機構となります。マントル構成物質においては、 輻射による放射熱伝導と格子波間の散乱による格子熱伝導の寄与がありますが、本発表では後者を中心に発表しました。地球深部環境における熱伝導率測定は依然として困難であり、理論計算の担う役割は大きいと考えられています。私は、量子化された格子波(“フォノン”という)間に働
く相互作用を摂動ポテンシャルとして扱い、フォ

海外出張報告8ノン-フォノン散乱に伴う格子波減衰を第一原理的に評価、格子熱伝導率の計算へと適用しました。
本発表中、この方法論に関する数学的説明は(その数式の一見した煩雑さ故)上手く出来たかは分か
りませんが、直感的な描像(運動学的記述、古典力学的対応による類推)は概ね理解されたものと思います。本発表に対して、マントル最下部における「現実」物質の評価(鉄の混入、及び主要(ポスト)ペロブスカイト相との混合がもたらす熱伝導率の変化)に関する質問及びコメントが多々あり、また方法論に関する質問も幾つか受けました。質
問者の方には、一連の第一原理計算による研究を熟知されている方もおり、有益なコメントを頂く事が出来ました。総発表時間は 60 分程度となり、得られた質問/コメント総数は 10 を超えていたと思います。本セミナーによって、私自身の知識の少なさを再確認すると共に研究促進に必要な考察
対象を把握出来ました。なお、発表の「感想メモ」
を見ると、これらに加えて「英語力の著しい欠如、
ummmm…」というペーソスを帯びた１行が赤字で書かれております。ummmm…。
本滞在期間中、セミナー時間外にも親睦を深める機会が多々ありました。Bruce Buffett 教授は、本滞在期間中に私達を教授宅へ招待して下さり、
バーベキューパーティーを開いて頂きました。部
屋での談笑中、絨毯の上で教授のペットの犬のご機嫌を取ろうと必死になったのが良い思い出です(うまくいかなかった事も含め)。松井宏晃博士は、
私達を数カ所のワイナリーに案内下さり、天候に恵まれ心地良く日光浴を行いながら、徐々にしかし着実に酔いつぶれてゆく私達は、運転手である
松井博士へ感謝の言葉もありませんでした。
最後に、このような機会を与えて下さったセミ
ナー関係者の皆様へ心より感謝を申し上げます。
ありがとうございました。（出倉春彦）

50-60 people attended this symposium, and halfof them are from GRC (several from Universityof Tokyo and SPring-8). I was so glad that I
could be one of them, and gave a poster
presentation there.
The GeophysicalLaboratory is located inside a park, where we
could see many big trees, and also the squirrels
along the roads. Because of their plentiful
source and different culture, everything in U.S.
looks huge compared with that in Japan.
During the meeting, people were quite active.
They asked much more questions than I expected,
and I could discuss with some of them and got
several important questions. After the oral andposter presentations, we had a lab tourism on
20th afternoon, accompanied by several young
scientists from GL. What impressed me most were
the powerful analysis technique combined FIB
cutting and SEM; and the big and pretty CVD
diamond, the biggest single crystal is about 10
carats after cutting, and can be got by CVD
method within 10 days.
Banquet was held on 20th evening, we enjoyedthe communication as well as the delicious
foods and drinks. In the banquet, directors of
GRC and GL announced the outstanding award fororal or poster presentations, as anencouragement to the young scientists. Fourpeople from each side got that prize, those from
GRC side are Dr. Masayuki Nishi, Dr. Haruhiko
Dekura, Dr. Arnaud Metsue, and myself.
Three of us, including Nishiyama-san, Fulong
Wang and myself, left for Chicago on 21stmorning, to visit the advanced photon source(APS). The APS seminar was held on 23rd, which
went very well under Yanbin’s arrangement.
Seven people gave talks in this seminar, andactive discussion occurred for all of the talks.
After the presentations, we discussed thefuture collaboration in a nice atmosphere. And
also, Yanbin showed us the apparatus in APS, the❖GRC-GL Symposium
GRC-GL symposium was held on Sep.19th -21st ,2011, at Geophysical Laboratory(GL) of The
Carnegie Institution of Washington. About9smart-designed D-DIA really impressed me a lot.
Besides that, I could talk with Dr. Tatsuya
Sakamaki and Dr. Zhicheng Jing an our
researches, because my research about thedensity of hydrous melt has a close
relationship with their previous studies.
During the stay in APS, we could have a chance
to go to the downtown of Chicago with Zhicheng’s
help, and had a pleasure sight-seeing to the
University of Chicago, the skydeck (the highest
building in U.S.), the amazing architecture of
the city, and so on.
The first travel to U.S. left me a deep
impression not only on the nice naturalenvirowment, different culture, but also on thescientific atmosphere there. Both the GL-GRC
symposium and APS seminar gave us young people
a good chance to communicate, and learn theimportance of communication between different
institutions. What I got more is that, during
my stay in the U.S., I realized how important
it is to learn English.（Cuiping Yang）

最新の研究紹介❖超高靱性高硬度を有する酸化物、SiO2 スティショ
バイト・ナノ多結晶体（NPS）の合成
私たちは、超硬合金をはるかに上回る硬さ（硬度）を有し、かつ、この超硬合金と同程度に割れにくい（高靭性）をもつ酸化物の多結晶体、SiO2
スティショバイト・ナノ多結晶体の合成に成功した 。 英 語 表 記 は 、 Nano-Polycrystalline
Stishovite であり、その頭文字をとって、この材料を NPS と呼んでいる。セラミックス（酸化物、炭化物、窒化物などの無機化合物粉末を焼き固めたもの）は周囲の材料と反応しにくい化学的に安定な材料であり、金属部品をセラミックスで置き換えることにより、製品全体を軽量化できるなど優れた特性を持つ。しかしながら、一般的にセラ
ミックスは、金属に比べて割れやすい。よって、セラミックスをより広い用途で使用するためには、割れにくい（高靭性の）セラミックスを作り出す必要がある。私たちの作り出した NPS は、全ての酸化物材料の中でもっとも硬く、かつ、もっとも割れにくいものの１つである。この優れた特性か
ら、将来的には切削工具（刃物）としての利用が期待されている。特に、産業の根幹をなす鉄を主体とする材料の切削には、酸化物が適している。
一般に酸素を含む空気中で鉄を刃物で削ると、鉄と刃物の反応、刃物の酸化が容易に起こる。刃物が SiO2 製の完全な酸化物であれば、それ以上の酸
10化は起こらない。また、SiO2 のような酸化物と鉄の反応性はきわめて低い。よって、NPS を刃物として使用することにより、刃物の劣化と、被切削物である鉄の反応を最小限に抑えて、鉄の精密切削を行うことができると期待されている。現在、
NPS 合成技術は、特許申請中である。
スティショバイトは、10 GPa より高い圧力下で安定に存在する SiO2 の高圧多形である。スティシ
ョバイトは、もっとも高い硬度を有する酸化物の１つであることが知られている。スティショバイ
トでは 6 配位の SiO6 八面体がその構造の基本であり、これが高硬度の一因だと考えられる。またス
ティショバイトは化学的にきわめて安定である。
このような特性から、スティショバイトは、潜在的な硬質材料であると考えられてきた。しかしながら、これまでに材料として使用できる良質なス
ティショバイト焼結多結晶体が合成された報告はなく、その硬度以外の機械的性質が測定され報告された例もない。
私たちは、愛媛大学地球深部ダイナミクス研究センター設置の川井型高圧発生装置、Orange-3000
を用いて、高温高圧下で NPS を合成した。得られた回収試料は、半透明白色である。この試料を、電界放出型走査型電子顕微鏡および透過型電子顕微鏡を用いて観察した結果、このスティショバイ
ト焼結多結晶体は、平均粒径 200 nm の粒状結晶と、直径 100 nm 未満・長さ 1000 nm 未満の長柱状結晶からできていることがわかった。試料の研磨面に、ビッカース硬度測定を荷重 49-294 N で行った。得られたビッカース硬度は、28 GPa であり、これまでに報告されている実験結果、理論計算の結果によく一致している。この測定により、試料に入った亀裂の長さから、破壊靭性を算出した。得られた破壊靱性は、13 MPa m1/2 である。これはもっとも割れにくいセラミックスであるジルコニア・セ
ラミックスと同等の値である。スティショバイト・
ナノ多結晶体は硬さとともに、超高靱性をあわせ持つ特徴的な酸化物材料である。
（西山宣正）

合成されたナノ多結晶 SiO2 焼結体とその微細組織❖マントル深部に沈み込む大陸地殻物質の量の推定
地球は花崗岩を主成分とした大陸の存在が確認されている唯一の惑星である。花崗岩には、放射性元素を含む大量の不適合元素が濃集しており、大陸の存在は地球の熱史に多大な影響を与えている。大陸地殻は密度が低いため、マントルに大量には沈み込まないと考えられてきたが、最近の地質学的研究によると、大陸地殻物質がマントル深部に向けて沈み込み帯から大量に運搬されていると推察されている。そのメカニズムは以下の三つに分類されている：海洋底堆積物の沈み込み、ス
ラブの沈み込みによる上盤側大陸地殻の削り取り、島弧の直接の沈み込み、の三つである。そのいずれのメカニズムもスラブとマントルウェッジの間に生ずる数百メートルから数キロメートルの厚みを持つと考えられるサブダクションチャネルを通るということは共通している。
地表から沈み込んだ大陸地殻物質の行き先として、マントル物質との密度の比較により、遷移層下部から下部マントル上部辺りが有力視されている。第一原理計算によると、深さ約 300km から800km で大陸地殻物質がマントル物質よりも密度が大きい。従って、もし 300km まで大陸地殻物質が運搬された場合、その領域の下部に大陸地殻物
質が溜まる可能性が高い。その場合、大量の放射性元素がマントル深部に戻って行くことになり、マントルの熱源として重要な役割を担うことが予想される。その影響を評価するためには、大陸地
殻物質の沈み込む量を推定する必要がある。
本研究では、サブダクションチャネルを通って沈み込む大陸地殻物質の量を数値計算と理論式により推定した。それらの推定にはレオロジーに関する高圧実験の結果を利用している。以下に結果の要約を挙げる：(i) 大陸地殻物質で形成されるサブダクションチャネルの厚みは、300km の深さ
で 1～3 キロメートル程度である。(ii) サブダク
ションチャネルの 300km の深さでの有効厚み（沈み込み帯の単位長さあたりの大陸地殻物質の供給量をスラブの沈み込み速度で割ったもの）は数
100m 程度である（図）。推定された量に幅があるのは、それらの結果が温度やスラブの沈み込み速度に強く依存するからである。すなわち、大陸が形成された太古代から現在に至るまで、サブダク
ションチャネルでの大陸地殻物質の運搬量は大きく変化している可能性がある。現在の条件では、
およそ 2.5km3/yr の大陸地殻物質がマントル遷移
層まで沈み込んでいると考えられる。この値は、地表で沈み込む大陸地殻物質の量とあまり変わらない。すなわち、地表で沈み込んだ大陸地殻物質の多くは深さ 300km まで到達する。太古代においては、温度が高く対流は活発で、スラブの沈み込
み速度も大きい可能性が高い。温度が高いと、スラブからの粘性による摩擦力が低いため大陸地殻
物質の輸送量は減るが、スラブの沈み込み速度が大きいと輸送量が増える（図）。太古代のスラブの速度や温度は議論の余地があるが、仮に、太古代
では現在より 200K 程度スラブの温度が高く、スラブの速度が 3 倍程度と仮定すると、地表に存在す
11る大陸地殻の体積以上の量の大陸地殻物質が現在までに沈み込めることになる。
沈み込んだ大陸地殻物質の深さ分布はよくわからないが、スラブと大陸の位置関係から類推するに、主に大陸の下に位置すると考えられる。沈み込んだ大陸地殻物質に含まれる放射性物質から生じる大量の熱は大陸下にプリュームを形成すると予想され、大陸移動に大きく影響すると考えられる。今後は、マントル対流計算を行い、沈み込んだ大陸地殻物質がマントル対流に与える影響の評価も行う。
（市川浩樹）

図：サブダクションチャネルの有効厚みのスラブ速度と温度への依存性

編集後記：本来は 9 月に発行予定だったニュース
レター。10 周年記念講演会やカーネギー研とのシンポ等、多くの行事が重なり晩秋になってしまいました。
（T.I. & Y.M.）

特別推進研究ニュース No.7
研究進捗評価結果
4 年目を迎えた本特別推進研究の研究進捗評価ヒ
アリングが、2011 年 8 月 31 日に日本学術振興会においておこなわれ、代表者の入舩と分担者の土屋・西山が出席し、研究成果と今後の展望について発表をおこないました。10 月 14 日付で評価結果の通知が代表者あてに送られ、「当初目標に向けて順調に研究が進展しており、期待どおりの成果が見込まれる」との評価（A）をいただきました。評価意見としてヒ
メダイヤの大型化や応用とともに、数値計算分野との共同も含めた先端的研究・技術開発の進展が高く評価されるとともに、今後これらの技術を用いた最下部マントル～内核領域における物質科学進展のため、より具体的・系統的な研究をすすめることを指摘されました。本研究グループでは今後このようなご指摘に留意し、残された 1 年あまりの間に、新たな実験・数値計算技術を応用した地球深部の物質科学的研究に取り組む予定です。

国際高圧力学会での総会講演
本研究代表者の入舩が、2011 年 9 月 25 日～30 日にインドのムンバイにおいて開催された第 23 回国際高圧力学会（AIRAPT）において、日本からは唯一の総会講演（plenary lecture）をおこないました。
50 分間の講演では、冒頭において同学会の新会長としての挨拶とともに、ヒメダイヤの大型化と応用に関する現状と今後の方向について包括的な報告がおこなわれました。講演後には特にヒメダイヤの応用について多数の期待の声が寄せられ、フランス・ア
メリカ等の研究者との新たな共同研究も開始されています。同会議では、カーネギー地球物理研究所所長の Rus Hemley 教授も、同研究所で開発された「CVD単結晶ダイヤモンド」に関する総会講演をおこない、
ヒメダイヤとの対比に関しても大きな関心が寄せられました。

ヒメダイヤの川井型装置への応用
大型化がすすめられたヒメダイヤのうち、特に直径 9 ㎜程度の試料は、新名ラボマネージャーなどによりルーチン的に合成がおこなわれています。このような試料を用い、最近一辺 6 ㎜の立方体への加工がなされ、川井型マルチアンビル超高圧装置への応用が開始されました。このようなサイズの川井型セルの加圧のためには、第一段アンビルの調整が非常12に重要であり、分担者の西山らによって開発された
6-6 加圧方式が導入されています。6－6 加圧方式の第二段アンビルに、焼結ダイヤモンドアンビルを用いることにより、300-400 トン程度の荷重を、上記のヒメダイヤ立方体第三段アンビルに対して加えることが可能と考えられます。これにより、
当面 100GPa
領域での圧力発生を目指した予備的実験が、SPring-8 における X 線その場観察により、分担者の丹下や代表者らにより試みられつつあります。

Fe含有珪酸塩ポストペロヴスカイトの格子振動と高温熱力学特性
通常の絶縁体とは異なり、鉄酸化物系の電子状態は一般的な密度汎関数第一原理計算法では精度良く取り扱えないことが知られています。GRC数値グルー
プでは内部無撞着LDA+U法と直接格子動力学法を組み合わせて、鉄含有珪酸塩の格子振動特性をより高精度で非経験的に計算する独自の手法を開発してきました。分担者の土屋らは、この方法を地球マントル最深部の主要相である(Mg0.9375Fe0.0625)SiO3 ポスト
ペロヴスカイトに適用し、そのフォノン分散曲線を計算することに初めて成功しました。その結果、固溶した鉄原子は主に低振動数領域のフォノンのみに
限定的に影響し、音響フォノンの振動数を顕著に下げる（すなわち弾性波速度を大きく低下させる）効
果を持つものの、少なくとも今回着目した程度の鉄の量であれば、フォノン状態密度全体の形状にはそれほど影響を及ぼさないことを明らかにしました。
また準調和近似に基づき有限温度熱力学特性を計算した結果、熱膨張率、体積弾性率、グルーナイゼン
定数などの性質に対し、鉄の固溶はほとんど影響を持たないこと、高温度下であってもマントル圧力内ではFe2+はスピン転移を生じないことを示し、これまで実験的に大きな誤差が存在していた鉄固溶効果に関し理論的な制約を与えることに成功しました。
こ の 結 果 は ア メ リ カ 地 球 物 理 学 連 合 の 専 門 誌 J.
Geophys. Resに掲載されました。

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