GRC Ｎｅｗｓ Letter2012.10.31

No.34

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/

まく伝えるにはどうすればいいかという点では、編集者とのやりとりは大変参考になりました。
第一にショックだったのは、自分ではできるだ
センター長挨拶
け平易に書いたつもりなのですが、それでも難し
センター構成いと言われたこと。例えば単語ひとつとっても、NEWS＆EVENTS:“化学組成”は「成分」、“地球深部”は「地下深ヒメダイヤの鑑定
く」あるいは「地底」などと言い換えないと、な
東工大 WPI などとの連携
かなか通じないとのこと。知らず知らずのうちにNHK「おはよう日本」の全国放送
業界用語が当たり前になっており、いかに我々のGCOE-TANDEM シンポジウム「常識」が世間の常識から離れているのか、改めて思い知らされました。
第 5 回 GCOE 若手の会(YESA)ワークショップ
次に指摘されたのが、「身内の自慢話」が多いこ
インターンシップと。予算獲得や成果発表のため、やや誇大な表現
国際レクチャー
が身に沁みついてしまっていることは否めません。
国際フロンティアセミナー
もちろん意識的に嘘をつくことはありませんが、ジオダイナミクスセミナー
リップサービス過剰気味な場合があるのも確かで新人紹介す。これには必ずしも研究条件が良くない地方に
海外出張報告あって、「ひがみエネルギー」を一つのバネにしてインターンシップ報告
きた経緯も背景にあるかもしれません。「ひがみ」最新の研究紹介が「ひずみ」を生みやすいことは、重々承知して特別推進研究ニュース No.10
いるのですが。
更にもう一つ、表現に「上から目線」が感じられるとのこと。この点についても十分注意を払ったつもりなのですが、それでもまだ不十分だった
センター長あいさつ
ようです。聞くところによると一般向けの本が売れる秘訣の一つは、読者の著者に対する好感度を入舩 徹男
上げることとか。書店で手に取り読んでもらうには、著者とのある種の一体感とシンパシーを得る
私ごとながら、 ことが大事なようです。
最近久し振りに
近年、科学研究の成果を国民に分かりやすく説
一般向けの本を明することが、研究者に強く求められています。
書きました（本税金を使っているからには当然のことですが、特冊子「特別推進
に大型科研費などに採択された場合には、この点
ニュース」参照）。 がこれまで以上に強調されています。私も大人か
取材で話した内ら子供までを対象とした色々な場で講演する機会
容を「ゴーストライター」が書いてくれるというが増えていますが、特に小学生を相手に話をするので、気軽に引き受けたのですが、できてきた原のはとても苦労します。普段仲間うちの研究者、稿が気に入らず結局ほとんど自分で書くことに。
あるいは大学生相手に話しをすることに慣れていでも、書いた原稿も、これまた編集者の指摘で大る我々にとって、こういったアウトリーチ活動はきく直されていました。結局、想定していたより大事であると理解しつつも、大変チャレンジング
2～3 倍の時間がかかりましたが、科学の成果をうな活動だと感じます。
目次1

このように大学における広報やアウトリーチ活動の重要性は益々高まっています。幸いにして、愛媛大学には他大学にはあまり例のない、素晴ら
しいミュージアムがあり、特別展示やミュージア
ム講座など様々な活動をおこなっています。特徴
ある研究分野・研究拠点に対応した常設コーナーがあり、それぞれが独自の展示をしている大学ミュージアムは、国内はもとより世界的にも珍しいといっていいでしょう。GRC では、本学ミュージ
アムでの展示や活動にも、積極的に参加・貢献したいと考えています。
GRC が中心となり進めてきたグローバル COE プ
ログラム「地球深部物質学拠点」や、大型科研費「特別推進」も今年度で終了予定です。これらの成果の発信や今後の予算獲得のためにも、上記ミュージアムの活用を含め様々な手段を利用した広報・アウトリーチ活動を推進し、学内外や関連する学界・コミュニティーはもとより、広く地域や国民に分かりやすく説明することが重要であることを改めて感じています。

桑山靖弘（助 教）
木村友亮（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））❖

教育研究高度化支援室（連携部門）
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）❖

客員部門
客員教授 藤野清志
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）
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）

センターの構成（H24.10.1現在）



超高圧合成部門
入舩徹男（教 授）
大藤弘明（准教授）
丹下慶範（助 教）
選考中 （助 教）
川添貴章（COE助教）
Steeve Gréaux（COE助教）
大内智博（COE助教）
西 真之（学振特別研究員）



数値計算部門土屋卓久（教 授）
亀山真典（准教授）
選考中 （助 教）
市川浩樹（COE助教）
王 賢龍（COE研究員）



物性測定部門井上 徹（教 授）
松影香子（准教授(COE)）
木村正樹（助 教）
境毅（助 教）（H24.8.1～）
山田明寛（COE助教）

阪本辰顕（理工学研究科講師）


量子ビーム応用部門
平井寿子（教授(COE)）
八木健彦（特命教授）

中江隆博（理工学研究科助教）
佐野 栄（教育学部教授）
2





NEWS＆EVENTSGRC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）
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）
山田幾也（大阪府立大学21世紀科学研究機
構特別講師）
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）
西堀麻衣子（九州大学大学院総合理工学研究院准教授）
赤松 直（高知大学教育研究部教授）
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）西山宣正（ドイツ電子シンクロトロン研究所
DESY研究員）



ヒメダイヤの鑑定鑑定されたヒメダイヤ(写真：Robert Weldon，GIA)

世界で最も権威のある宝石鑑定機関であるアメ
リカ宝石学研究所（Gemological Institute ofAmerica, GIA）により，GRC で合成されたヒメダイヤの鑑定結果が紹介されました。多数のダイヤ
モンド微粒子が集まってできた「多結晶」体であるヒメダイヤは，肉眼では宝石の単結晶と区別がつかず，専門家の間でも驚きの声があがったそうです。今回鑑定されたヒメダイヤは約 0.9 カラット，カラーは Fancy Deep Brownish Yellow（深みのある茶系イエローダイヤモンド），クラリティー
（透明度・明輝度）は VS2（10 倍にルーペで拡大して，ややインクルージョン（包有物）がある）という結果が示されました。この鑑定は、ダイヤ
モンドアンビル超高圧装置の開発者として著名な
コーネル大学の W.バセット教授と，GRC の入舩センター長との，ヒメダイヤを用いた共同研究の中で実現したものです。


東工大 WPI などとの連携

WPI は平成 19 年度から文部科学省の事業として開始されたもので，「優れた研究環境ときわめて高い研究水準を誇る『目に見える研究拠点』の形成」
を目指しており，これまで東京大学の「数物連携宇宙研究機構」や，京都大学の「物質－細胞統合システム拠点」など平成 19 年度に 5 件、また平成
21 年度に 1 件、計 6 つの拠点が選出されていました．今回の募集では 3 件が WPI 拠点として採択されましたが、東工大の「地球生命研究拠点（代表者：廣瀬敬教授）」は， GRC の入舩徹男教授を PI（主任研究員）とする愛媛大学，およびハーバー
ド大学，プリンストン高等研究所の 3 つをサテラ
イト研究機関とした，世界トップレベル研究拠点の形成を目指すものです．GRC では独自に全国共
同利用・共同研究拠点化を目指した取り組みもすすめており、今後東工大をはじめとする国内外の主要研究機関との連携を一層強化し、地球深部科
学関連分野の研究と人材育成にあたる予定です。
東工大 WPI（HP:http://www.titech.ac.jp/topics/

事務
研究拠点事務課（3F）
藤村 宗 （課長）日野真成 （副課長）外山廣子 （再雇用事務補佐員）
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）

3

news/detail_3292.html?id=topics）


NHK「おはよう日本」の全国放送

GRC では、地球深部科学の研究に加えて、超高圧合成技術を活用した新物質の開発にも取り組んでいます。その重要な成果の１つが、入舩センター長らによる世界最硬ヒメダイヤの合成と実用化ですが、西山宣正前 GRC 准教授（現ドイツ放射光研究所）らにより開発された、ナノ多結晶スティシ
ョバイト（NPS）など、新しい超硬材料などが次々と発表されています。今回の NHK による取材では、NPS に関する入舩センター長による解説とともに、ヒメダイヤと NPS 開発の経緯や、今後の方向についてもインタビューがおこなわれました。これらの取材に基づき、2012 年 10 月 30 日の「おはよう日本」において、その内容が「超高圧パワーによる新素材の開発」というタイトルで約 5 分間全国に放映されました。

（左：ナノ多結晶ステショバイト（NPS）、右：原材
料のシリカガラス）

第 5 回 GCOE 若手の会(YESA)ワークショップ

2012 年 9 月 6 日～7 日の 2 日間、GRC にて第 5回グローバル COE 若手の会ワークショップが開催されました。今回のワークショップのテーマは“Innovative Technology for Deep Earth Mineralogy”
であり、高圧鉱物科学に関する革新的な研究手法を用いた研究成果やその研究に関連した今後数年のビジョンが紹介されました。大阪大学・岡山大
学・高輝度光科学研究センター・東京大学・東京
工業大学・日本原子力研究開発機構・広島大学・兵庫県立大学・愛媛大学からの若手研究者・博士
課程大学院生・修士課程大学院生 13 名の方に講演して頂き、30 名を越える参加者を交えての活発な議論や意見交換がなされました。本ワークショッ
プでは講演・議論や懇親会を通じて若手研究者・大学院生間の親睦が深められ、若手研究者・大学院生のネットワークづくりについても非常に有意義なワークショップとなりました。
GCOE-TANDEM シンポジウム

GRC を中核としたグローバル COE「地球深部物質学」の平成 24 年度終了を受け、下記の日程で国際シンポジウムを開催します。本シンポジウムは
これまで 2 回、GRC と武漢で開催された TANDEM（The Asian Network for Deep Earth Mineralogy）のシンポジウムを兼ねるとともに、関連分野の世界レベルの研究者を招待しておこないます。今回
は、Ian Jackson オーストラリア国立大学地球科
学研究所所長・教授、唐戸俊一郎エール大学教授、
Yanbin Wang シカゴ大 APS 研究員、H.-K. Mao カー
ネギー地球物理学研究所上席研究員、Yingwei Fei
カーネギー研究所地球物理実験施設研究員、土屋卓久 GRC 教授を基調講演者とし、桂智男バイロイ
ト大学地球科学研究所所長、Craig Bina ノースウ
エスタン大学教授、他を招待講演者として招聘しています。シンポジウム HP (http://earth.sci.
ehime-u.ac.jp/~gcoe-tandem2013)

インターンシップ

第6回“Tutorial for material characterization using
micro-focus X-raydiffractometry”
講師:大藤弘明（GRC准教授）, 新名亨（GRCラボマ
ネージャー)
日時：2012年10月2日～4日
国際レクチャー

第 11 回“ First principles computer simulation andvisualization studies of silicate liquids”
講師：Dr. Bijaya Karki (Interim Division Chair
and Associate Professor Computer Scienceand Engineering in School of ElectricalEngineering and Computer Science,Louisiana State University)
日時：2012 年 7 月 25 日（水） 14:00-17:00

日時：平成 25 年 3 月 4 日（月）～6 日（水）場所：愛媛大学城北キャンパス4

国際フロンティアセミナー



第44回
“Seismological Constraints on the Inner Core”
講演者：Dr. Miaki Ishii (Associate Professor,
Harvard Univ.)
日 時：2012年7月19日（木）16：30～18：00

過去の講演

第328回“Superplasticity in hydrous melt-bearing
dunite:Implications
for shear
localization in Earth’s upper mantle”
Dr. Tomohiro Ohuchi (Global COE
Research Fellow, GRC)

第45回
“Mineral/melt element partitioning – How can“Phase relations and melt compositions
in hydrous pyrolite system”
Cuiping Yang (Ph.D. student, Ehime
University)
11 May 2012

melt structure help us understand theinfluence of melt composition?”
講演者: Dr. Bjorn O. Mysen (Geophysical Laboratory,
Carnegie Institution of Washington)
日 時：2012年10月22日（月）15：00～17：00

第329回“The structure of the Earth's core”
Dr. Yasuhiro Kuwayama (AssistantProfessor, GRC)
1 Jun 2012

ジオダイナミクスセミナー

第330回“Ab initio determination on lattice
thermalconductivity
of
MgSiO3
perovskite and post-perovskite at deep
mantle conditions”
Dr. Haruhiko Dekura (Senior Research
Fellow Center, Postdoctral Fellow,
GRC)

 今後の予定（詳細はHPをご参照下さい）
１１月
11/1“Ab Initio Lower Mantle Model”
Dr. Taku Tsuchiya (Professor, GRC)
11/16“Conditinon of oxygen vacancy substitutionin MgSiO3 perovskite”
Kohei Hayashi (Msc. Student, Ehime
University)“Numerical investigations of effects ofspatial variations inphysicalproperties on the mantle convection
patterns”
Arata Miyauchi (Ph.D. student, Ehime
University)
8 Jun 2012

“Experimental study on the phase transition
mechanism of graphite → hexagonal diamond”
Tomoharu Yamashita (Msc. student, Ehime
University)

第331回“Grain boundary diffusion in MgSiO3
perovskite reaction rims up to 50 GPa”
Dr. Masayuki Nishi (JSPS Postdodtral
Fellow, GRC)
15 Jun 201211/30“Melting experiments of water in a diamondanvil cell using double sided CO2 laser
heating system”
Dr. Tomoaki Kimura (Global Postdoctral
Fellow, GRC)

第332回“P-V-T EOS of Mg perovskite and liquid
Fe: Toward refining thermal/chemical
models of the Earth”
Dr.
Yoshinori
Tange(AssistantProfessor, GRC)
29 Jun 2012

“In situ X-ray diffraction analysis of theexperimental dehydration of chlorite athigh pressure”
Hideki Suenami (Msc. student, Ehime
University)

第333回“Development of 6-6 type compression
for the high pressure neutron diffraction”
Dr. Akihiro Yamada (Global COE
Postdoctral Fellow, GRC)

１２月
12/21“Melting experiments in diamond anvil cells
under the CMB condition”
Satoka Ohnishi (Msc. Student, Ehime
University)“Experimental stable structure forcarbon nitride under high pressure andhigh temperature from experimental
perspectives”
Yohei Kojima (Ph.D. student, Ehime
Unversity)
6 July 2012

“Synthesis of sintered polycrystalline
grossular garnet at high pressure andtemperature”
Keita Saito (Msc. Student, Ehime Unversity)5セルを用いて地球内部の高温高圧状態を再現する実験を行ってきました。具体的な研究の内容としては地球の核の軽元素問題に注目して、核マント
ル境界における化学反応（学位論文）や核を構成する鉄－軽元素系合金の相関係に関する研究を行ってきました。特に最近行った鉄－軽元素系合金の 研 究 と し て は 、 Fe-Ni-Si 合 金 の 相 関 係 や(Fe,Ni)3S の安定性、Fe-Ni-S の状態方程式などの研究があります。Fe-Ni-Si 合金の研究では、Fe、
Fe0.9Ni0.1 および Fe0.879Ni0.044Si0.077 合金の 3 種類について最大約 300 万気圧(GPa)、3000 K の温度圧力まで六方晶構造が安定であることを示し、内核の地震波速度異方性を結晶選択配向で説明するモデルと整合性があることを示しました。Fe-Ni-Sの状態方程式の研究では、Fe0.881Ni0.091S0.028 合金について地球内核相当圧力までの状態方程式の決定を行い、純鉄の密度との比較から 5.7 wt.%の硫黄が固溶することで内核の密度が説明されうることを示しました。また(Fe,Ni)3S の安定性の研究では、(Fe0.89,Ni0.11)3S が地球外核相当圧力まで正方晶系の構造で安定に存在しうることを示し、密度の議論から 7.4-13.1 wt.%の硫黄が溶け込むこと
で外核の密度が説明されうることを示しました。
その他共同研究として FeH の弾性波速度測定や、
136 GPa（核マントル境界圧力）以上での Fe-O-S系の融解関係、200 GPa 以上の領域での Fe-FeS 系
や Fe-Fe3C 系の相関係と融解関係、地球中心圧力(364 GPa)を超える 374 GPa までの Fe-Ni-Si 合金の状態方程式といった研究にも関わり、核の組
成・温度構造に関していくつかのモデルを提唱してきました。そういった研究の中で地球の核に相当する圧力領域で使用できる圧力スケールを確立するために NaCl-B2 相の 304 GPa までの状態方程式の決定といった仕事も行いました。状態方程式の決定には、試料内部の差応力・変形といったことにも注意を払わなければならないため高圧下における変形に関する研究にも興味を持つようになりました。また一方で、上記核の組成の問題で議論の大元となる Fe や Fe-Ni の状態方程式は、実は地球中心まできっちり決められているわけではありません。そこで現在は初心に帰って Fe や Fe-Niの状態方程式に関する研究も進めています。
最近では地球中心圧力を超える圧力も発生可能になってきたこともあって、地球の数倍の質量を第334回“ Generation of ascending flows in the
Big Mantle Wedge (BMW) beneath
northeast Asia induced by retreat andstagnation of subducted slab”
Dr. Masanori Kameyama (Associate
Professor, GRC)
13 July 2012
第335回“Phase changes of filled ice Ih methane
hydrate under low temperatures and highpressures”
Dr. Hisako Hirai (Global COE Professor,
GRC)
27 July 2012
第 336 回“Towards Neutron imaging experiment in
BL-11 “PLANET” beamline, J-PARC Water

solubility in mantle minerals”
Dr. Toru Inoue (Professor, GRC)
5 October 2012
第337回“Mantle convection with continental
drift and heat source around the mantle
transition zone”
Dr. Hiroki Ichikawa (Global COE Research
Fellow, GRC)
“Synthesis of transparent polycrystalline
garnet at high pressure and hightemperature in multianvil apparatus”
Takeshi Arimoto (Msc. Student, Ehime
University)
12 October 2012
第338回“Equations of state of Fe and Fe0.9Ni0.1”
Dr. Takeshi Sakai (Assistant Professor,
GRC)
19 October 2012
第 339回“Pressure measurement using diamond
Raman method at low-pressure (<10 GPa)”
Taku Fujii (Msc. Student, Ehime
University)“Phase changes of hydrogen hydrate under
low-temperature and high-pressure”
Shingo Kagawa (Msc. Student, Ehime
University)
26 October 2012

新人紹介
境 毅
(助 教)
この 8 月より新しく GRC の助教として着任しました。これまでは東北大学の理学研究科地学専攻に在籍し、レーザー加熱式ダイヤモンドアンビル
6

HPMPS-8 の開催地であるタホ湖周辺は標高 1900m程に位置する有名な別荘地であり（日本の軽井沢のようなイメージ）、また会場が人里離れたロッジであったこともあり、時間を気にせずディスカッ
ションする機会に非常に恵まれました。
HPMPS は約 40 年前から 5 年おきに開催されていた“日米セミナー”を前身とする国際セミナーであることもあり、非常にレベルの高い発表が多く見受けられました。特に、研究における“問題意識”が多くの研究者の間で共有されていることを強く感じました。言い換えれば、研究において“何がなされるべきか”を意識した研究テーマを決定している研究者が多いことに改めて気づかされました。私の専門である鉱物・岩石のレオロジー物
性については、特に二相系・多相系の岩石粘性に関する研究がこれまでになく注目を集めていたようです。当分野におけるこれまでの研究では、シンプルな単相系での実験がほとんどを占めていました。マイナーな“第二相”が系に加わることで、高圧下にて岩石の粘性が大きく変化しうることが明らかになりつつあり、それらの素過程解明が今後の重要なテーマの一つとなるのではないかと思われます。さらに、やや深発～深発地震に関する研究も複数見受けられたことも注目に値すると思います。やや深発～深発地震に関する実験は技術的に難しい点も多く発展途上の状態ですが、これまでの定説であった“蛇紋岩脱水による地震発生”にクエスチョンマークが付くような非常に興味深
い成果が発表されていました。地震発生メカニズ
ムの解明に関する研究は、特に日本にとって重要な問題ですので、遅れをとってはいけないと改めて刺激を受けました。
タホ湖周辺は風光明媚な観光地ですので、空き時間に散策を楽しむ参加者が多かったようです。
タホ湖自体も大変すばらしいのですが、特に人気があったのはタホ湖から流れ出る川を利用した川下り（ラフティング）やサイクリングでした。毎日雲ひとつ無い炎天下でしたので、非常にきれいな川でラフティングをするのはとても楽しかったのではないかと思われます。私は川岸をサイクリングしていたので非常に暑く、ラフティングする
人々を羨ましく思いながらペダルを漕いでいました。空気が澄んでおり、かつ標高 1900m ですので、もつスーパーアースの内部構造を視野に入れた数
百万気圧領域（マルチメガバール領域）での単純酸化物の物性測定に関する研究も始めています。
現在までに MgO や Al2O3 について 300GPa を超える領域までの圧縮曲線の作成に成功しており、今後も MgSiO3 などのマントル主要鉱物についての研究を展開していく予定です。
GRC には人材も研究機材も豊富で、素晴らしい研究環境だと思っています。このような環境の中で皆さんとの日々の議論を楽しみながら、アンビ
ル内の応力分布解析や高圧下での安定した高温の発生、超々高圧の発生といった新しいことにも挑戦していきたいと考えています。
私自身は福島県出身で、これまでずっと東北で暮らしてきましたが今回初の西日本進出となります。松山は俳人正岡子規を輩出した俳句の町としても有名ですが、個人的には種田山頭火や坂村真民といった俳人・詩人にも興味を持っており、この土地の風土からも様々なことを学んでいきたいと思います。慣れないことも多くご迷惑をおかけすることもあるかと思いますが、どうぞよろしく
お願いいたします。

海外出張報告

HPMPS-8 参加報告

2012 年 7 月 9 日～13 日の間、米国カルフォルニ
ア州タホ市にて開催の高圧鉱物物理学の国際セミ
ナ ー High-Pressure Mineral Physics Seminar-8（HPMPS-8）へ参加しました。今回の HPMPS-8 は米国地球惑星物質学連合（COMPRESS）の年会との共同開催であったため、200 名程度が参加する高圧
地球科学単独としては規模の大きい国際学会となりました。通常、高圧地球科学の専門家が一堂に会する機会はアメリカ地球物理学会（AGU）の年会
しかありません。しかし AGU の年会の規模は非常に多分野にわたり、かつ規模が非常に大きいため、他国の同業者とゆっくりディスカッションをする
機会は意外とありません。その一方で、今回の7

し、ホテルのプールで娘を泳がせている間にプールサイドで一人ぶつぶつとつぶやきながら発表練習をして乗り切りました。プログラム変更により夫婦とも同じ時間帯での発表となったので、子どもも会場の傍らに座らせて発表を行いましたが、発表途中に「ママー」と言われて思わずつまりそ
うになりました。でも何とか無事発表を終えられてホッとしています。
最後にシンガポールの印象ですが、中国系、マ
レー系、インド系など多民族が集まる国でありな
がら、非常に清潔・安全でよく管理された所でした。そして、公共交通機関を子連れで移動しているときなどは必ずと言っていいほど、「ここ空いてるよ」とわざわざ教えに来てくれて席をゆずってくれました。気候も当初予想していたほど暑くな
く（建物の中はエアコンが効きすぎてむしろ寒いくらいで）、食べ物もおいしかったのですが、最も印象に残ったのは、人種に関係なくこのように多くの人が親切だったことです。ものすごい勢いで経済発展を遂げている国ですが、こういったとこ
ろはいつまでも変わらないといいなと思います。
（土屋旬）

夜になればプラネタリウムさながらの星空を毎日眺めることができました。天の川も見ることの出来る星空の下、食事やビールを楽しみながら多くの方と会話も楽しめるのは最高の贅沢でした。一週間弱の滞在でしたが、研究の刺激を受けつつリ
フレッシュのできる、大変有意義な出張となりました。
（大内智博）AOGS 参加報告

2012 年 8 月 13～17 日にシンガポール・セントー
サ島リゾートワールドコンベンションセンターで行われたアジア・オセアニア地球科学会(Asia
Oceania Geosciences Society, AOGS)に参加してきました。私は第 2 子出産後初めての、2 年ぶりの海外出張で、また夏休み中でしたので子どもたち(1 歳・7 歳)を引き連れての大掛かりな出張となりました。学会が行われたセントーサ島はシンガ
ポールの南にあるリゾート地で、ユニバーサルス
タジオや水族館、カジノなどの多くのレジャー施設に囲まれた賑やかな場所です。コンベンション
センター自体は地下にあり（地上はヤシの木に囲まれた白い砂浜のあるプールでした！）、非常に贅沢で立派な施設でした。

AOGS ポスター発表会場にて❖ ドイツ・バイロイト大学出張報告
6 月始めから約 3 ヶ月間、フンボルト財団の招きでドイツ・バイロイト大学のバイエルン地球科学研究所に滞在しました。これは 2002 年に頂いたフンボルト賞での長期滞在から約 10 年経ったのを期に“renewed research stay”に来ないかと呼ばれたもので、今回は研究協力が今後も長く継続できるよう若手研究者もぜひ一緒に連れてくるよ
うにと勧められ、東大でこの 3 月に博士号を取得したばかりの飯塚理子さんと一緒に滞在しました。
バイエルン地球科学研究所には 3 年ほど前に、6
つの油圧ラムが独立に制御できる新しいタイプのキュービックプレスが導入されており、我々は東海村に建設中の新しい高圧中性子実験用ビームラ
イン PLANET に同型のプレスを設置したので、その6 軸プレスを使いこなす経験を積むことが今回の大きな目的のひとつでした。そこで受け入れ側のDan Frost さんと相談し、6 軸プレスの特徴を生かした実験として、沈み込むスラブで重要な役割を

学会会場の真上学会に関しましては、このアジア・オセアニア
地域の国際学会に初めて参加した印象として、やはり環境・気象科学など応用科学に重点が置かれているなと感じました。GRC からは数値系４名・実験系 6 名が参加しましたが、全体として固体地球などの基礎的な分野の参加者はまだ少なく、発展途上にあるのではないでしょうか。固体地球分野においては GRC の入舩先生が地球深部のセッシ
ョンの、
また土屋卓久先生と GRC に滞在中の Prof.
Karki が数値シミュレーションのセッションのコ
ンビーナーを務めておられましたが、参加者が少ない中でも今後もこの分野のセッションを開き続けていくのが重要ではないかと思います。
私の発表は、プログラムの編成上シンガポールに出発する前日にポスター発表から口頭発表に変
更になりました。飛行機の機内でスライドを用意
8

果たす lawsonite という含水鉱物の変形実験を主として行いました。この鉱物はスラブの弾性波異常などを説明する有力候補で、その弾性的異方性は最近明らかにされましたが、沈み込むスラブ中
で選択配向が起きるか否かはまだ分かっていませんでした。その解明を目的として今まで 8 回の変形実験を行ったところ、大変面白い結果が得られており、今後の展開が楽しみです。飯塚さんはさらにもう 3 ヶ月滞在予定なので、彼女が帰国するまでには今回の結果をまとめたいと思っています。
またこの物質のふるまいには水素結合が深く関与しており、今後中性子を使った研究もぜひ進めていきたいと考えています。
バイエルン地球科学研究所は、ヨーロッパにおける地球科学分野の高圧研究センターとなっており、ヨーロッパ各国やアジア、アメリカなどからの研究者も多く滞在し、活発な研究活動を展開しています。私自身は、このようなインターナショ
ナルな環境での研究を楽しむと共に、アジアにおける同様な役割を目指す GRC のあり方についてもいろいろと考えさせられる体験をしました。次のステップを目指すポスドクの多くは、毎日遅くまで研究をして、週末もがんばっている人達が少な
くありませんが、教員や職員はそれぞれの分野のプロとして研究や仕事はきっちりとこなしている
ものの、長時間労働は少なく、それぞれ自分の生活スタイルを持ってそれを楽しみながら仕事をしています。彼らの仕事ぶりを見ていると、朝は早く、午前中にすごく集中して仕事をしていますが、夕方はまだ明るいうちに切り上げて、後はゆった
りと自分の時間を楽しんでいるようです。そうしてそのような余裕が、本来は研究者に最も必要とされる真に新しい創造的な研究の展開につながっているように思えます。社会の構造や文化なども絡んでいるため一朝一夕に変えられるものではありませんが、日本でもこのような良いところは積極的に取り入れて、長時間労働は少しでも減らしていく努力が必要でしょう。それぞれの立場の人がプロとしての意識と技量を高め、きっちりとした分業を進めていくことが、ひとつの鍵かと思われます。

バイエルン地球科学研究所入口で飯塚さんと

9バイロイトは人口約 7 万、日本で言えば地方の小都市ですが、オペラハウスが 2 つあり、夏には有名なバイロイト音楽祭も開かれて、歴史ある文化の香りも高い街です。おまけにバイエルン地方
は実に多くの地ビール醸造所があり、音楽やビールが好きな私にとっては研究以外にも実に充実した楽しい期間を過ごさせて頂きました。この経験を今後の GRC での研究生活にも活かせればと思っています。
（八木健彦）

6 軸プレスを使った実験の様子

インターンシップ報告❖

Experimental

study

of

the

systemMgO-SiO2-Cr2O3 at high pressure and temperatureWith great pleasure I perform collaborative
research at the Institute from July 20 to
October 13 (2012). It is my first time to workin Japan being an excellent experience for me.
The suggested project is aimed at theexperimental study of phase relations in the
petrologically important system MgO–SiO2–Cr2O3
modeling the formation of majorite–knorringite
garnet series.
In this connection there are several aims of
the study:
1. Multi-anvil experiments in the system
MgO-SiO2-Cr2O3 at 9-25 GPa and at
1500–1800℃.
2. Syntheses of garnets with different
compositions on the knorringite-majorite
join for further single-crystal X-ray
diffraction measurements.
3. Synthesis of pure knorringite (or as pure
as possible, with a small majorite
admixture)
A series of experiments are performed using
10/4 and 8/2.5 cell assembly using 2000-tons
split-sphere
multi-anvilpress.
Irifune-sensei and Yongtao Zou helped me around,so I am very grateful to them.
Ultrabasic paragenesis are characterized bysignificant chromium admixture in thecomposition of knorringite (Mg3Cr2Si3O12, Knr)
end-member. It was established that pyrope andknorringite form complete series of solid
solutions and incorporation of knorringite ingarnet occurred from 3 GPa (beyond the diamond
depth facies).
Incorporation of majoritic component isanother important peculiarity of mantle
garnets. The solubility of pyroxene in garnetincreases with pressure reaching significant
values at 10–15 GPa, which corresponds to thelowermost upper mantle and transition zone.
Pyrope-knorringite
andpyrope-majorite
joins are well studied. There is no informationforthepetrologicallyimportantmajorite-knorringite join. The relationshipof majorite and knorringite with pressure
providing evidence for some similarity in their
behavior, but for possible concurring reaction
on pressure increase may be useful forthermobarometric constructions of mantle
parageneses. Because of this, we plan
experimental
investigationoftheknorringite-majorite (in chemical expression,
MgO-SiO2-Cr2O3) system in a wide range ofPT-parameters.(Ekaterina Sirotkina, masterstudent of Moscow State University)

えられている。中でも深さ 2890 km（圧力 136 万気圧）から 5150 km（329 万気圧）を占める外核は
地震波の横波（S 波）を通さないことから液体であり、その激しい対流が地球磁場を形成・維持しているとされる。したがって観測結果の解釈から核の化学組成や温度構造を決定し、核のダイナミ
クスや進化過程を理解するためには、鉄系合金の相関係、固体・液体相の状態方程式や各種物性情報が必要不可欠であり、これまで実験・理論の両面から継続して研究されてきた（例えば Birch,
1972; Brown and McQueen, 1986; Anderson andAhrens, 1994; Stacey and Davis, 2004 など）。
固体鉄に関しては実験結果も比較的豊富で、現在では地球中心に相当する温度圧力（364 万気
圧・6000 K）まで相関係探査も可能になり（例えば Tateno et al., 2010）、鉄 −軽元素系における溶融を含む相関係も、比較的低圧にはなるものの
100 万気圧領域まで高い精度で決定できるようになってきた（Terasaki et al., 2011）。一方液体鉄に関しては実験的な困難さから核条件での物性データが乏しく、衝撃圧縮による圧力−密度−音速
データ（例えば Brown and McQueen, 1986）とごく低圧（10 万気圧程度まで）の密度測定結果しか存在しておらず（例えば Sanloup et al., 2000）、
状態方程式や地球核条件における各種物性値は、それら限られた情報をもとに推定されてきた。そこで今回われわれは、独自に改良・開発を行った
定温第一原理分子動力学計算法を用いて、実験的アプローチが困難な地球外核条件における液体純
鉄の状態方程式と各種物性値を決定し、地球外核の温度構造、密度・体積弾性率・P 波速度欠損の精密化を試みた。
計算にはこれまでに実績のある Alfè et al.
(2002)や Alfè (2009)と同等の方法を用い、圧力60-420 万気圧・温度 4000-7000 K におけるエネル
ギー−圧力−温度−体積関係を求めた。これらの物性
値を状態方程式としてモデル化する際には、これまでマントル鉱物に対して培ってきた手法（Tange
et al., 2009）に、対象が金属でなおかつ液体であるという点を加えた新しいモデルを使用した。
本研究では従来の静圧縮実験にもとづく状態方程
式決定で解析される圧力−温度−体積関係だけでなく、エネルギー（実際には等体積・高温における熱エネルギーの差）も同時に解析しているため、（実効的な）グルーナイゼンパラメーターを精密に決定することができた。また熱エネルギー・圧力、比熱への電子・非調和の効果をも統一的に求めることができ、熱圧力への電子・非調和の寄与
は 30％以上にもなり、低圧・定温で得られた実験
結果を核領域まで外挿する場合、決して無視できないことが明らかになった。
状態方程式から得られる熱力学量を用いれば、
内核−外核温度などを基準として、整合的な断熱温度勾配を求めることができる。その結果は、衝撃
圧縮実験結果から求められたもの（Anderson,

最新の研究紹介❖ 液体鉄の状態方程式と熱力学・輸送特性 ～精
密な地球核モデリングへ向けて地球深部を伝わる地震波速度分布や慣性モーメ
ントから求められる地球の質量分布などの観測事
実から、地球中心核（深さ 2890 km から 6370 km）
は鉄を主成分とする金属によって構成されると考10

1982; Brown and McQueen, 1986 など）と、100 K
以下の差でよく一致した。これは外核条件ではグルーナイゼンパラメーターや熱膨張率の温度圧力変化が非常に小さく、これまで経験的に行われてきた定数近似が十分適用できたためと考えられる。
今回得られた実験・理論による整合的な結果により、外核温度構造（断熱勾配）は、完全に決定されたといえる。また本研究によって、純鉄液体のP 波速度が固体とは異なり（バルク音速 VΦ と同様）、
温度によって一定となることが明らかになり（図）、その絶対値も衝撃圧縮実験の結果とよい一致を示した。これは今後地震波観測データを解釈し外核の化学組成を制約するにあたり、重要な役割を果たすと考えられる。
（丹下慶範）

300 万気圧における純鉄液体（赤）、固体（白抜き）の地震波速度。固体は Vočadlo et al. (2009)による第一原理計算の結果。

❖ DAC 用 CO2 レーザー加熱装置を用いた高圧下の氷の融解実験

間接加熱手法が用いられてきました。一方、私の研究では、遠赤外線である CO2 レーザーを試料の加熱に採用しています。水は遠赤外線に対して高い吸収率を持つため、CO2 レーザーを用いることで試料を直接的に加熱できます。このことにより純粋な氷の融解現象を観察でき、正しい温度情報が取得できると考えています。
GRC では、DAC 内の試料を CO2 レーザーによって両側から照射する新しい加熱装置の開発に取り組んでいます。私は氷の融解実験を目的としてこのレーザー装置の開発に携わってきました。この装置で採用されている両側加熱法は試料を均質に加熱でき、また、従来の装置よりも高い温度まで試料を加熱できる見込みがあります。2000 K 以上の水の相境界を調べるためにも、この装置開発は必要不可欠です。私たちは既に DAC 内の試料を両側から同時に加熱することに成功しており、この時の温度情報を取得できました。
数 GPa 下の氷の融解は、液体と固体の境界が観察用モニターで写真のように確認できます。左右の写真はそれぞれ融解前の氷と、融解した液体と氷の共存の様子を示しています。しかしながら、このような融解観察は加圧に伴って困難になります。私たちは水と反応しにくい金属(イリジウム、金、レニウム等)の粉末(約数ミクロン)を数粒ほど試料空間に混入して、融解と共にこの粉末が動き出す様子の観察に成功しています。この方法でおよそ 50 GPa までの融解観察を行い、この時の温度
データの取得にも成功しました。現在、これらのデータ解析を行っているところです。
以上のように、DAC 用 CO2 レーザー加熱装置の開発は終わり、高圧下の氷の融解実験を始められる状況に至りました。また、既にこの装置を用いて新しいデータがいくつか得られていますので、研究のフェーズは開発から実験へと移行しています。
今後は、得られた温度データの解析を行った後にメガバールに近い圧力の氷の融解を試みる予定で、この装置の能力を存分に活かした実験を行ってい
きたいと考えています。
（木村友亮）

太陽系惑星の磁場は、その内部に存在する液体
金属核のダイナモ作用によって生成、維持されているため、この磁場は惑星内部構造に関する重要な情報を含んでいるといえます。このことから、
磁場形成メカニズムの解明は惑星内部のダイナミクスを知る上で非常に重要です。巨大氷惑星である天王星や海王星の内部磁場はその磁場軸が回転軸に対して 45 度以上傾いており、磁場軸の中心が惑星中心から大きくオフセットしています。このような他とは異なった形態の磁場の生成には、これらの惑星内に多く存在している水の対流が大きく影響しているといわれています。従って、惑星内部条件付近の水の状態相を決定することは磁場形成メカニズムの解明にとって必要不可欠です。
高圧下の氷の融解実験は、これまで主にレー
ザー加熱 DAC の手法によって多く行われています。
こ れ ま で は 水 の 加 熱 の た め に YAG(Yttrium
Aluminum Garnet)レーザーや YLF(Yttrium Lithium
Fluoride)レーザーといった近赤外線が用いられ
編集後記：9 月発行の予定でしたが、新たな科研てきました。水は近赤外線に対して透明であるた
費の申請などのため大幅に遅れてしまい、いつのめ、イリジウム等の金属を混入して、レーザー照
まにか秋も深まってきました。
（T.I. & Y.M.）
射された金属からの熱伝導により試料を加熱する
11

特別推進研究ニュース No.10
一般向け新書による成果の普及

一原理計算法に基づき種々の下部マントル物質の弾性特性を圧力や温度の関数として計算し、モデル岩
石に対し下部マントル条件での地震波速度や密度を本特別推進研究の研究成果を含む最近の地球深部決定しました。その結果、通常想定されている温度科学を広く一般に紹介するため、研究代表者の入舩条件では、パイロライト組成を持つ岩石モデルは観による一般向け書籍「ダイヤモンドは超音速で地底測結果をよく説明すること、玄武岩組成モデルやペを移動する」が、角川書店系列の「メディアファク
ロヴスカイト単相モデルは明らかにずれを生じるこトリー新書」シリーズ(http://www.mediafactory.
となどが分かりました。結果の詳細は、昨年出版さco.jp/shinsho/index.html)の１冊としてこの秋出
れ た 論 文 (Tsuchiya, Phys. Earth Planet. Int.,
版になりました。構成は第一章「未知なる地底への旅」、第二章「ダイヤモンドは地底からの美しい手紙」、 2011)や出版予定の単行本(Phys. Chem. Deep Earth)をご覧ください。
第三章「プレートが誘う地底世界」、第四章「ダイヤ
モンドで探る地底世界の謎」、第五章「新しいダイヤ
モンドによる挑戦」からなっており、ダイヤモンド
をキーワードとして、地球の中心までの構造や物質に関する最近の知見や、著者らが開発したヒメダイヤの合成と応用の現状についても触れられています。
冒頭にも述べられているように、大型科研費等による研究成果の国民への分かりやすい
説明が求められており、本書はこのような情報発信活動の一環と考えています。また、同書は入舩本研究代
表が 2006 年に執
水色：パイロライトモデル，赤色：玄武岩モデル，
筆した「ダイヤモ
緑色：ペロヴスカイト単相モデル，黒点：地球の観
ンド号で行く地底
測値（PREM）
旅行」（新日本出版）をもとに、内容をアップデートする
CO2 レーザーによる両面加熱とともに、より幅広い読者を対象にGRC では木村友亮 GCOE 研究員らが中心となって、しています。
100W の CO2 レーザーを 2 台用いたダイヤモンドアン
ビルセル高圧装置用の両側加熱装置の組み立てなどを行ってきました。CO2 レーザーは YAG レーザーなどと異なり、集光光学系に観察用の光学系を用いるこ
第一原理下部マントルモデルとができないため、独立に光学系を組む必要もあり、また両側加熱ということでその配置に若干手間取り
地球下部マントルの物質構成は、直接岩石試料なましたが、無事に組み上げることが出来ました。測どを得ることがほとんど不可能であるため未だに論
温のための感度校正や温度測定のテストなども行い争が続いており、地球深部科学の主要な問題の一つました。また、観察光学系の最終調整を行い、観察となっています。下部マントルの組成を推定する最像の質もかなり改善されました。氷試料などを用いも有力な方法は、地震波速度（P 波、S 波、バルク音
たダイヤモンドアンビルセル内の試料の両側加熱テ速）や密度といった物性情報をきちんと再現し、地ストも行い、片側加熱に比べて両側加熱を用いた方質学や地球化学の観点からも矛盾のない鉱物学モデ
が加熱効率が良くなることも確認しました。これで、ルを構築することです。この重要性は広く認識されセットアップもほぼすべて終わり、実際の試料を用てはいるのですが、数十万気圧、2000 度に達する下いた CO2 レーザー両側加熱による実験をまさに始め
部マントルの条件で鉱物の弾性特性を精密に決めるたところです。できるだけ早く結果をお見せできる
ことが困難であったため、未だはっきりした結論がように、さらなる努力をしたいと思っております。
出ていません。GRC 鉱物物性理論グループでは、第1213