GRC Ｎｅｗｓ Letter2022.10.20

国立大学法人

No.64

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.grc.ehime-u.ac.jp/

目

用 ・ 共 同 研 究 拠 点 「 先進 超 高 圧 科 学 研 究 拠 点（PRIUS）」を運用する GRC でも、内々にホームペー
ジ等で祝辞を発表する準備をすすめておりました。
今回候補に挙がった研究者の重要な業績は、ある物質の高圧下での高品質な単結晶合成に関するものです。日本高圧力学会が主催する高圧討論会
でも、関係するご講演を何度かうかがったことがありますが、その経緯は意外性に富み大変興味深いものです。
本来はこの物質の高圧相の単結晶合成を目指していたのですが、相境界付近の圧力下での長時間の合成のため、たまたま低圧相の結晶もできてしまったとのこと。これが高純度の単結晶であることがわかり、共同研究者により紫外領域での興味ある発光特性を持つことが明らかにされました。
また、最短波長の固体レーザーとしての特徴を有し、紫外光デバイスとして高いポテンシャルを持
つことも示されました。
と、ここまでは科学研究上よくある serendipity（予想外の発見）の一例のようですが、ここから更にストーリーが展開します。この高純度単結晶には、炭素原子の単一層からなるグラフェンの理想的な「置き台」としての予想外の使い道があったのです。グラフェンを始めとした 2 次元結晶の物
性は、固体物理学の近年の重要な研究テーマであり、上記の結晶を世界中の研究者に提供した共同研究がすすめられ、わずか 10 年余りの間に 1000編を越える論文として研究成果が発表されました。
この結晶がなければ、これらの研究は不可能であったとされています。
ちなみに GRC で開発されたナノ多結晶ダイヤモ
ンド（ヒメダイヤ）も、失敗実験の中から見出されたという serendipity が関係しています。ヒメ
ダイヤを最初に報告したのは、上記結晶の合成が発表されたのと同時期の 2000 年代初頭で、我々もこれを提供した共同研究を国内外の多くのグルー
プとすすめています。しかしその主な用途は超硬材料に限られ、同じく過去 10 年余りの間に約 150
編と、残念ながら一桁低い発表論文数に留まって
います。（

次

センター長挨拶
センター構成NEWS＆EVENTS:
深発地震発生の新しいメカニズムを提案
石川さんと高市さんに学生優秀発表賞
第6回GRCイメージコンテスト 2022
PRIUSシンポジウム開催案内
ジオダイナミクスセミナー
国際会議参加報告
ALUMNIレポート No.29
最新の研究紹介
先進超高圧科学研究拠点（PRIUS）

センター長あいさつ
入舩 徹男
今年のノーベル物理学賞の発表は、センター長室に数人集
まりリアルタイムで見守りました。直前に発表された「クラリベイト引用栄誉賞」に選出された 20 名のうちの 3 名の日本人の中に、GRC が深く関係する高圧科学分野の研究者の名前が含まれていたからです。同引用賞の受賞者の中からは、
これまでに多くのノーベル賞受賞者がでており、この分野から選ばれると 1946 年に高圧物理学で受賞した P. W. ブリッジマン以来の快挙です。
残念ながら今年の受賞は逃しましたが、国内のあちこちの研究室で高圧科学分野の研究者や学生が、我々と同じように固唾を飲んで発表を見守っていたようです。関連する日本高圧力学会はもちろんのこと、高圧科学分野における全国の共同利
1

研究上の serendipity は、単に偶然だけでは得られません。今回候補に挙がった方は、国立研究開発法人の研究機関に所属する研究者で、日本高圧力学会や国際高圧力学会の運営でご一緒させていただいていますが、息の長い研究を自らの手でコツコツ行っていることでよく知られています。
このような地道な努力とそれを可能にする環境がなければ、偶然の女神は微笑んでくれないのでしょう。来年以降の受賞者発表が、今から待ち遠しいところです。

客員教授 鍵 裕之（東京大学大学院理学系研究科教授）客員教授 八木健彦（東京大学名誉教授）
客員教授 舟越賢一（CROSS中性子科学センター研究開発部次長）
客員教授 平井寿子（元愛媛大教授・前立正大教授）
客員教授 井上 徹（広島大学大学院先進
理工系科学研究科教授）
客員教授 大藤弘明（東北大学大学院理学研究科教授）
客員教授 西山宣正（住友電気工業（株）
アドバンストマテリアル研究所
主幹）
客員准教授 西 真之（大阪大学大学院理学研究科准教授）
客員准教授 丹下慶範（住友電気工業（株）
アドバンストマテリアル研究所主席）

センターの構成（R4.10.1現在）



実験系地球科学部門
入舩徹男（特別栄誉教授）
西原 遊（教 授）
河野義生（准教授）
境毅（准教授）
大内智博（准教授）
Steeve Gréaux（講 師）井上紗綾子（助 教）桑原秀治（助 教）
國本健広（特定研究員）
福山 鴻（学振特別研究員）
Marisa Wood（学振外国人特別研究員）
数値系地球科学部門
土屋卓久（教 授）
亀山真典（教 授）
土屋 旬（准教授）
出倉春彦（講 師）
Sebastian Ritterbex（特定研究員）
Shengxuan Huang（学振外国人特別研究員）



事務
研究支援課・研究拠点第2チーム
相澤麻衣 （チームリーダー）
八丈野真子（サブリーダー）
宮本菜津子（事務補佐員）
八城めぐみ（研究補助員）
濱田愛子 （事務補佐員）

NEWS＆EVENTS❖

深発地震発生の新しいメカニズムを提案（R4.9.27-）

❖

❖

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超高圧材料科学部門
内藤俊雄 （教授：理工学研究科兼任）
松下正史 （教授：理工学研究科兼任）
山本 貴 （准教授：理工学研究科兼任）
GRC の大内智博准教授と入舩徹男教授、高輝度光科学研究センターの肥後祐司研究員らの研究チー
ムは、深さ 400～600 km で発生する「深発地震」の原因解明につながる実験に成功しました。
大内准教授らは深発地震が発生する地下条件に相当する高温高圧下での地震発生モデル実験によって、特定の温度（850℃周辺）のみにおいてカ客員部門
ンラン石のナノ粒子化が進行し、このナノ粒子層
客員教授 Yanbin Wang（シカゴ大学GSECARSへの変形エネルギーの集中と部分的溶融が起き代表・主任研究員）
る結果、地震発生に至ることを明らかにしました。
客員教授 Ian Jackson（オーストラリア
本研究の結果は、長年謎に包まれていた深発地震
国立大学地球科学研究所名誉教授）の発生メカニズムの有力な説明になるとともに、客員教授 Baosheng Li（ストニーブルック大深発地震の発生がプレート深部の特定の場所（「準学鉱物物性研究施設特任教授）
安定カンラン石ウェッジ（MOW）」と呼ばれる領域
2
教育研究高度化支援室（連携部門）
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（技術専門職員）
白石千容（研究補助員）

を行います。皆様、奮ってご応募ください。

の表面付近）に限定されることを意味しています。
今後、そのような領域を継続的に監視することによって、深発地震の発生場所・発生頻度・規模などをモデル化するための手掛かりが得られるものと期待されます。本研究成果は、英国の科学雑誌「Nature Communications」に 2022 年 9 月 15 日付で掲載されました。

主催： 愛媛大学 GRC ホームページ委員
募集内容： GRC の皆さんでシェアしたい作品
テ ー マ： コロナ禍を越えて“Beyond the pandemic”
参加資格： 不問。一人何点でも応募可
締
切： 2022 年 12 月 16 日（金）受賞商品： GRC オリジナルグッズ※詳細： GRC HP (http://www.grc.ehime-u.ac.jp/)【論文】T. Ohuchi, Y. Higo, Y. Tange, T. Sakai,
K. Matsuda and T. Irifune, In situ X-ray andacoustic observations of deep seismic faulting
upon phase transitions in olivine, Naturecommunications, 13, 5213, doi.org/10.1038/
s41467-022-32923-8, 2022.

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PRIUS シンポジウム

2023 年 2 月 28 日(火)～3 月 1 日(水)に、共同
利用・共同研究拠点の報告会を兼ねた「第 9 回
PRIUS シンポジウム」を開催します。第 7, 8 回はコロナ感染拡大を防ぐためにオンラインで開催いたしましたが、今回は現地又はハイブリット方式
での開催を予定しております。詳細は 12 月中旬頃に GRC HP（PRIUS HP）にてご案内いたしますので、ぜひご参加ください。

石川さんと高市さんに学生優秀発表賞

ジオダイナミクスセミナー

理工学研究科博士前期課程 1 年の石川裕太さん(入舩教授指導)と博士後期課程 1 年の高市合流さん(西原教授指導)が、2022 年 5 月 22 日～6 月 3 日に千葉県幕張メッセとオンラインのハイブリッ
ド で 開 催 さ れ た 日 本 地 球 惑 星 科 学 連 合 (JpGU)
2022 年大会において学生優秀発表賞を受賞しました。JpGU は、地球惑星科学関連の学会・協議会など 51 団体が参加する組織により毎年開催されており、本年は約 7000 名が参加しました。
この大会での学生優秀発表賞の審査は、「学生個人の能力を見ることに主眼をおくものとし、発表の論理構成・研究目的と結果の明瞭さ・当該研究分野の発展への貢献度・既存研究への知識に加えて、学生の主体性を重視すること」が基準となっており、エントリーの 5～10%が「優秀発表」
として表彰されます。また、受賞は分野毎に分かれており、両名は最大の 200 名余りのエントリーがあった固体地球科学セクションで受賞しました。
【参考 HP】JpGU 2022 年大会学生優秀発表賞受賞者

１０月
10/21“Synthesis of polycrystalline diamondfrom glassy carbon and examination of
its formation process”
Chinatsu Ogawa (Msc Student, GRC)
10/28“Earth's
core
containing
sulfurpredicted by ab initio iron-silicate
partitioning simulations”
Kei Ito (Msc student, GRC)
１１月
11/4“第一原理計算から予想される含鉄ケイ酸塩
メルトにおける鉄の電荷不均化反応”
Kazushi Kitaguchi (Msc student, GRC)
11/11“Phase relation in a natural hydrous
basalts under the lower mantle conditions”
Yuta Ishikawa (Msc student, GRC)
11/18“応力履歴依存レオロジーをもつマントル対流シミュレーション--プレート運動の再現に向けて--”
Hiroki Taito (Msc student, GRC)

https://www.jpgu.org/ospa/2022meeting/#sectionS❖

今後の予定（詳細はHPをご参照下さい）

第 6 回 GRC イメージコンテスト 2022

GRC 広報活動促進のため、第 6 回 GRC イメージコンテスト 2022 を開催します。第 4、5 回は GRCの活動が大きく制約され、自粛期間中に撮影された写真・動画などを募集いたしましたが、今年は“コロナ禍を越えて”というテーマで募集

11/25“Formation of ‘weak’ fault gouge as aresult of deformation of olivine on thesurface of a metastable olivine wedge”
Kohei Matsuda (Msc student, GRC)
3

式で実施されました。開催地のホルダーネスはボストンから高速バスで北に 2 時間ほどの距離にある小さな田舎町で、世界中から集まった研究者や学生が一週間この町にある小さな施設に籠ってともに過ごし、朝から晩まで議論を行いました。本
会議の特徴として、実行委員会により選ばれた招待講演者のみが口頭発表を行い、発表には必ず未公表の最新の成果を含めることというルールが設けられています（その代わり発表内容の記録や会議で得た情報の口外は禁止されています）。このよ
うなシステムのため、参加者にとっては最先端の研究に触れたり、著名研究者と知り合いになった
りするよい機会となっているようです。また私を含めコロナ禍後初めての対面での国際会議への参加という人も多かったようで、多くの参加者、特に若手研究者からかなりの熱を感じました。
上述のルールのため、発表されていた研究について具体的なことを紹介することはできませんので、プログラムなどの面からもう少し今回の会議について述べたいと思います。高圧力科学の本会
議では、地球科学のみならず、物性物理学、惑星科学、生物学、高エネルギー科学などの種々の分野での高圧研究が、それぞれ 1 つのセッションに割り当てられてプログラムが組まれていました。
そしてそれぞれのセッションで、はじめに座長からセッションのテーマと招待講演者の紹介が行われました。その後、招待講演者による研究発表が始まるのですが、まず一人目が長めの講演を行います。その分野の代表者による基調講演といったところです。それに続いて、同じテーマに関して
角度や手法の異なる短めの講演が 1、2 件行われました。このように一つのテーマに関して研究発表をまとめて行うというセッションの構成となっていることで、専門外の分野の研究であっても、それなりに理解を進めながら各分野の最先端の話しを聞くことができるようになっていました。中には、データが正しければノーベル賞クラスだというような超伝導関係の発表があったり、常温核融合の発表でもびっくりするような結果が紹介されたりしていました。また生物学分野の深海生物の話しもとても興味深いものでした。
一方、あくまで未発表の内容ということで、どこまで本当か怪しいものもあり、全部間違っているかもしれないと厳しい指摘を受けていた発表もありました。いずれにしても、非常に活発に議論が行われ、久々の海外ということもあり、ようや
くこのアカデミックな雰囲気が戻ってきたかと感慨深い気分になりました。
自分自身に関しては、私は地球科学セッションの一人目の講演を行いました。実行委員会からのリクエストに応えて、最近行っている元素分配や熱伝導の第一原理計算に関して紹介しましたが、講演の後、地球科学のみならず様々な分野の研究者や学生さんからいろいろな意見や質問、その他
共同研究やセミナーの依頼などもいただきました。

１２月
12/2“TBA”
Hayato Kondo (Msc student, GRC)
12/9“Deformation-induced
crystallographic
preferred orientation of DHMSs andpreliminary data on phase D”
Wentian Wu (PhD student, GRC)
12/16“Elastic properties of fcc-Fe under
lunar core conditions”
Marisa Wood (JSPS Postdoctoral Fellow, GRC)
12/23“Subduction and fate of oceanic crust;a historical perspective”
Tetsuo Irifune (Director/Professor, GRC)


過去の講演

第576回“The Kaiser effect exist at upper
mantle pressures and temperatures?”
Tomohiro Ohuchi (Associate Professor,
GRC)
2022.7.22
第577回“The stability of hydrous SiO2 stishovite
in the deep mantle”
Goru Takaichi (PhD student, GRC)
2022.7.29
第578回“Reevaluation of liquid iron penetration
into bridgmanite grain boundaries”
Hiroshi Ohgidani (Msc Student, GRC)
2022.10.7
第579回“アルミニウムを含む高密度含水マグネシ
ウム珪酸塩Phase DとLi₂ZrF₆型SiO₂との固溶体形成に関する第一原理的研究”
Saito Nakagawa (Msc Student, GRC)
2022.10.14

国際会議参加報告❖

ゴードン研究会議で講演

2022 年 7 月 17～22 日にアメリカ、ニューハン
プシャー州ホルダーネスで開催された高圧力科学のゴードン研究会議（HP-GRC）に参加し講演を行いました。本会議は 90 年以上の歴史をもつアメリカでも権威のある研究集会で、自由な討論を通して最先端の科学者の交流・情報交換を促進させることを目的として実施されています。今回は 4 年間の中断期間を経て、コロナ禍後初の開催となったそうで、約 150 人の参加後が集まり完全対面形
4

今回はコロナ禍後、初めての海外出張で、帰国前の陰性証明など、まだ面倒な手続きが求められている時期でしたが、おかげで参加した甲斐があったと十分に感じることができました。(土屋卓久)❖

IMA 2022 参加報告

り、空港から外はほぼマスクなしの世界が広がってました。35℃を超える暑さの中でも、湿度はそれほどないのでむしろ日本より過ごしやすい。会
場では見知った顔がたくさんいて、「久しぶり、元気にしてた？」って声をかけてくれる。やっぱりオンラインでは味わえない喜びがありました。とは言え、会場ではなるべく人と距離を保ち、密な場所ではマスクをするようにしました。ただ、ほとんど周りはマスクなしですので、どれだけ効果があるのかは疑問でしたが…。ちなみに某大学の学長をリスペクトして、公園のベンチでおにぎり
ならぬフランスパンをかじってランチにしました。
これはコロナ対策でもあり、経済対策でもありました（サンドイッチ１つで 1000 円超えるなんて）。
帰国の際は新型コロナウイルスの PCR 検査を受けて陰性じゃないと帰れないということで、街中の検査所で PCR 検査を受け、ドキドキしながらフランス語の陰性証明を解読して無事帰ってきました。
肝心の会議参加報告は最後になってしまいましたが、座長、口頭発表１件、ポスター発表１件を終え、関連する研究者と結果について直接議論できたのはとても良い収穫でした。その後もメールでやり取りしており、今後の展開にも希望が持てました。とにかく、新型コロナ感染拡大が終息し、国際情勢が落ち着いて分断の日々が一日も早く終わることを願っています。やはり直接交流しないと互いに分かり合えないことがたくさんありますね。(土屋旬)国際鉱物学連合(IMA)は鉱物学の発展を目的とした世界で最も大きな組織です。
IMA は 4 年に一度総会を行っており、今回はフランス・リヨンで2022 年 7 月 18～22 日に開催されました。コロナ
禍の中ではあるものの、運営側の強い意向もあり対面のみの開催となりました。当然開催には困難が予想されましたが、土屋（旬）は理論計算鉱物
物理のセッションの主コンビーナーを引き受けたこともあり、参加することを決めました。実に3 年ぶりの海外出張です。なお、この前例のない
コロナ禍のもとの出張手続きには拠点事務室をはじめとした関係部署の方々に手厚いサポートをしていただき、感謝いたします。
まず、海外出張のハードルがかなり上がりました。国際情勢が不安定であることにより、円安やらオイル価格の高騰やらで、航空チケット代等旅費がかさみました。体感で普段の 1.5～2 倍くらいかかり、これまでのように海外出張に行けなくなってしまったなぁと残念に思っています。海外出張に伴う手続きも煩雑でした。出張が終わった今、
ALUMNI レポート㉙
正確に思い出すのも少々煩わしいので詳細は割愛します。入出国手続き等、ネット上では古い情報❖ 岡山大学惑星物質研究所が残っていることも多く、何が正確な情報かを見
特任助教，近藤 望
極めるのに時間を取られました。いつもは適当にやることでも、今回は間違った情報に基づいて行
2022 年 4 月から岡山大動すると、帰国できなくなる可能性がありました。 学惑星物質研究所に異動
次回の海外出張がいつになるか分かりませんが、しました、近藤です。GRC
もうこんな心配せずに行きたいものです。
から移って半年が経ち、出発直前にフライトが航空会社の都合でキャン
ようやく三朝での研究生セルになって、フランクフルトでホテルを余計に活に慣れてきたところで１泊とらなくてはいけなくなり、さらに初日に割す。自転車や路面電車でり当てられていた自分の研究発表にも間に合わなあちこちに行けた松山とい事態になってしまいました。急遽コンビーナー
は違い、こちらでは完全に車生活となりました。
に連絡をとり発表の順番を変更してもらい、なん
この 3 月に免許をとったばかりの私ですが、交通とか間に合わせました。…と、ネガティブな話を冒
量の少なさに助けられながらなんとか毎日通勤し頭に持ってきましたが、実のところ、こんなトラています。愛媛とは気候も大きく異なり、特にこブルも楽しんでいる別の自分がいます。まあ大抵の夏は湿度の高さに驚かされました。これから秋のことは何とかなるものです。対応していただいになり、そして冬に至れば豪雪との闘いが待ち構た方に感謝です！日本は往々にしてガラパゴス化えているため、すこしずつ身体を鍛えています。
しがちなので、困難に負けず、特に若者はどんどん
惑星物質研究所には惑星物質基礎科学部門と海外に出て国際感覚を養って（と偉そうに言いま
惑星システム科学部門、生命・流体物質科学部門
すが、要は慣れて）ほしいと思っています。
の 3 部門があり、私は惑星物質基礎科学部門の一ヨーロッパへの入国審査は全く普段と変わらず、 員として、マルチアンビル装置やピストンシリン
滞在先と滞在期間を聞かれただけであっさり終わ5ダー装置を使った実験を行っています。私の所属する研究グループは、芳野極所長と山崎大輔准教
授を中心に、4 人のポスドクスタッフと 3 人の学生で構成されており、電気伝導度測定や変形実験からマントル構成鉱物の物性を調べる研究や、遷
移層～下部マントルの鉱物相平衡の研究などを行なっています。SPring-8 の BL04B1 ビームラインにも頻繁に行くため、GRC の方とお会いすることもしばしばあると思います。私の研究としては、四月から、ケイ酸塩メルトと鉄メルト間における強親鉄元素の分配実験を始めました。強親鉄元素の分配は、核－マントル分離や隕石の後期重爆撃など、初期地球の進化を紐解く上で重要な情報と言えますが、これまで下部マントルの圧力範囲では分配係数が決定されてきませんでした。下部マ
ントル圧力で強親鉄元素の分配係数を決めるとともに、メルト構造の圧力変化との関係から、強親鉄元素の分配メカニズムまで迫ることが出来たら面白いと考えています。
GRC では 4 年間、ポスドクとしてとても貴重な時間を過ごすことができました。京都大学での学生時代、マントル岩石や地殻岩石の融解実験を行う中で、鉱物の晶出や元素の分配をメルト構造の観点から調べると面白そう、と思いつくも、放射光実験のハードルは高く、研究の道筋はつけられずにいました。そんな中、私が GRC のポスドクとなった丁度その年に、河野義生准教授が GRC に着任され、メルト構造測定を一から学ぶことができました。放射光実験の経験やメルト構造測定についての知識がほとんど無かった私に、根気強く教えてくださった河野さんには本当に感謝しております。コロナが流行してからは生活が制限され、研究が思うように進まない局面もありましたが、GRC の和気藹々とした雰囲気に助けられて、なんとか持ち直すことが出来たと思っています。ともすれば内に籠ってしまいそうな状況の中、GRC の皆さんと会話し、交流できることが大きな救いになりました。愛媛から離れる際にも、オンラインで送別会を開いていただき、とても嬉しかったです。
今後は、GRC で学んだことを活かして、地球惑
星化学とメルト構造の間を繋ぐような研究をしていけたらと考えています。GRC にも、CO2 レーザー
加熱ガス浮遊炉の共同利用などで、またお邪魔できれば有り難いです。これからも、どうぞ宜しくお願いいたします。

最新の研究紹介❖

実験による深発地震の再現

私達が住む地表のプレートはゆっくりと流れる
マントルに浮いているため、マントルの流れとともにプレートも移動します。プレート同士が衝突し、
6

地下深くへ沈み込む過程で地震が発生します。深発
地震は深さ300km以深のプレート内部で発生します。
地表付近で起きる浅い地震の発生原因は既存の断層がすべることですが、深さ 300km 以深では圧力が非常に高いために断層すべりは阻害されます。
そのため深さとともに地震は起きにくくなるのが一般的ですが、それにもかかわらず深さ 400～
600km では深発地震の発生頻度が例外的に高くなっている“特異性”が知られています。このことから、『カンラン石（プレートの主要構成鉱物）がワズレアイトやリングウッダイトへと結晶構造を変化させる際に深発地震が引き起こされるのではないか』と考えられてきました。この仮説を実験的に検証するには、13～20 万気圧もの高圧環境下におけるカンラン石の変形・破壊実験を行う必要がありますが、これまで技術的に困難でした。そのため、過去の実験的研究では“アナログ物質”であるゲルマニウムオリビンが用いられてきました。ゲルマニウムオリビンは 1～2 万気圧程度の圧力にて、その結晶構造を“カンラン石”構造から“リングウッダイト”構造へと変化させます。しかしその結晶構造変化（相転移）の過程は“ワズレアイト”構造をスキップして進行します。また、
圧力 1～2 万気圧における摩擦抵抗力は 13～20
万気圧での 1/10 程度に過ぎませんので、ゲルマニ
ウムオリビンを用いた実験では「高圧力によって摩擦すべりが阻害されている状態」を適切に再現できません。そのため、深発地震の発生メカニズ
ムを議論する際には(Mg1.8Fe0.2)SiO4 の化学組成をもつマントルカンラン石を用いた実験が理想的となります。
以上のような背景にて、私は以前より D-DIA 型
変形装置を用いた実験における試料の大容量化と、13 万気圧以上の高圧力下における『アコースティッ
ク・エミッション（AE）』測定のための技術開発に取り組んできました。より多くの AE を実験で検出するには、試料が大きいほど有利になります。また、装置内の 2 段目アンビルが大型化することにより、AE センサーを設置するスペースを確保しや
すくなります。この技術では、GRC にゆかりの深い方々によって発展してきた 6-6 型加圧方式での高圧発生技術やジャケット付きアンビルがその基礎となっています。その結果、大型放射光施設
SPring-8 の高温高圧ビームライン BL04B1 において、マントル遷移層へと沈み込んだスラブ内の温度圧力条件下にて岩石試料中に断層が形成される様子を“その場”で観察しつつ、『アコースティッ
ク・エミッション』を測定することが可能となり

ました。
深発地震が
特に多発する深さ 390～470kmのプレート内部に相当する温度圧力条件下（600－1100℃、13－16 万気圧）でカンラン石多結晶体の変形実験を行ったところ、特定の温度（850℃周辺）ではカ
ンラン石が相転移する際に局所的なナノ粒子化が進行し、変形しやすい“脆弱層”を形成する場合があることが確認されました。その脆弱層はカン
ラン石とワズレアイトのナノ粒子からなるだけではなく、球状の白金やカンラン石の部分溶融メル
ト相も含まれることから、変形のエネルギーがナノ粒子からなる脆弱層に局所集中し、瞬間的にその部分が 2200℃以上の非常に高い温度に達することでカンラン石が部分溶融し、それに伴う強度低下の結果として断層形成に至ることが明らかとなりました。本研究の結果は、深発地震の発生が深部プレート内部の『準安定カンラン石ウェッジ（MOW）』の表面付近に限定されることを意味しています。MOW の存在は地震波トモグラフィーによって捉えることができるため、その領域を集中的に監視することで、今後深発地震の発生場所・発生頻度・規模などをモデル化していく上での手掛かりが得られるものと期待されます。
（大内智博）

る実験結果（Lin et al., 2020; Nisr et al., 2020）は下部マントルで安定相として水を保持し得ることを支持しており、
高温高圧状態における含水 SiO2シリカ鉱物の安定性は正確に理解されていない。
そこで本研究では、SPring-8 の BL04B1 に設置されているマルチアンビル装置を用いた高温高圧
X 線その場観察実験により、含水 SiO2 高圧相の格子体積を測定しその安定性を調査した。含水系の高温高圧 X 線その場観察において大きな障害となっていた水の密封とその場観察の両立は、ダイ

ヤモンド+⾦属複合体カプセル(松影他, 2022
JpGU)を用いることで実現し、セルを小型化し改良することで最大 30 GPa の圧力発生に成功した。出
発物質は、含水量 9.8 wt%のケイ酸（SiO2・xH2O）
を使用して、圧力 13-29 GPa において最高 1300℃まで加熱した。一定荷重下の各温度で、試料に混合した金と試料の X 線回折パターンを取得し、圧力と試料の格子体積を算出した。実験の結果、加熱後に見られた SiO2 高圧相は常にスティショバイ
トであった。一部の実験では昇温・降温時に液体の水から氷Ⅶが生成することが観察され、このカプセル構成で水に飽和した系の実験が実現されていることが示された。横軸に温度、縦軸に格子体積をプロットした図を見ると分かるように、加熱初期の格子体積は無水スティショバイトの格子体積よりも非常に大きく、その過剰体積は最大で2.8%であった。23 GPa の時の過剰体積の最大値から計算された含水量は、Nisr et al. (2017)で報告された常温常圧下における体積比と含水量の関❖ マントル深部での含水スティショバイトの安定性
係式から、3.5 wt%と見積もられた。しかし昇温とともに過剰体積は急激に小さくなり、700℃以上でマントルやスラブを構成する鉱物には、結晶格は無水スティショバイトの格子体積に近い値を示
子内に不純物として少量の水を含むことができる
したことから、昇温により脱水が起こっている可ものがある。堆積岩や玄武岩などの地殻物質にお能性が高い。1000℃以上では、無水スティショバ
ける代表的な鉱物である SiO2 シリカ鉱物は、マン
イトの熱膨張曲線に沿って変化し、降温中も過剰
トル深部の 10～70 GPa という幅広い圧力下でス
体積は観察されなかった。また一定の温度におけ
ティショバイトとして安定であり、少量の水を含る時分割 X 線観察から、時間経過とともに格子体
むことが可能だと報告されている。従来、スティ
積が累乗関数的に縮小することが分かった。これ
ショバイト中の含水量は Al 含有量と関連していらの結果から、含水スティショバイトは 700℃以ることが知られていたが、その含水量は Al2O3 を下の低温に限って、準安定的に 1 wt%以上の多量
4.4 wt%含むスティショバイトでも最大 0.3 wt%での水を保持し得ると考えられる。これは Spektorあるとされていた (Litasov et al., 2007)。しet al. (2016)の結果と調和的な結果であるが、かし最近の研究では、Al を含まないスティショバ
Lin et al. (2020)らの結果とは大きく異なる。したイトに 3 wt%以上の多量の水が溶解する可能性ががって本研究の結果から、下部マントルに沈み込指摘されている (e.g., Spektor et al., 2016;
む地殻物質中のLin et al., 2020)。スティショバイトが水をどの
SiO2 スティショバ
程度取り込むかは、マントル深部における水の分イトが安定相とし布や水輸送効率に大きく影響するため重要である。 て 1 wt%以上の多スティショバイトへの水の溶解は、水に飽和し量の水を保持するた系において格子体積が無水スティショバイトに可能性は低いと考比べ非常に大きな値を示すことなどから確認され
えられる。
（高市合
ている。マルチアンビル装置を用いた急冷回収
流：愛媛大博士後
実験（Spektor et al., 2016）の結果がスティショ期課程 1 年）
バイトへの水の溶解は準安定的な現象である可能性を示唆している一方で、レーザー加熱式 DAC によ7

削減などを目的に薄肉化による製品の軽量化が進められています。しかしながら、材料の薄肉化は
機械的強度の低下につながるため、その克服が大PRIUS の設備
きな課題となっています。この問題を根本的に解利用型共同研究決するためには、ガラスの変形・破壊挙動についとして大型放射てガラス構造の観点から理解することが重要です。
光施設 SPring-8
ガラスの変形挙動には静水圧応力による高密度化
設置の変形機構とせん断応力による流動の 2 つがあることが知ら付きガイドブロ
れています。前者の静水圧による高密度化の研究
ックと GRC 設置
はこれまで多くの研究がなされてきていますが、の微小領域 X 線
後者のせん断応力による挙動に関する実験的研究
回折装置および顕微ラマン分光装置を使わせていただいています。 はほとんど例をみません。そこで私は、広くガラス製品として利用されている「ホウケイ酸塩ガラ
PRIUS を運営し、PRIUS 課題を審査・採択していたス」にせん断応力を印加し、その変形挙動とそれだきまして、GRC スタッフおよび PRIUS 運営委員に伴う構造変化を原子レベルで明らかにするため
会委員の皆様に感謝します。特に SPring-8 での超実験を行っています。この実験には、試料となる
高圧高温変形実験では西原遊先生と大内智博先生
ガラスの精密な加工が極めて重要です。私は学部に、GRC での微小領域 X 線回折と顕微ラマン分光
分析では境毅先生に大変お世話になっております。 4 年生から GRC にある試料加工機(超音波加工機、
ワイヤーソー)を利用させていただいています。加入舩徹男先生にはこちらの研究拠点の学外メンバー
工 し た ガ ラ ス は 、 本 学 設 置 の 50 ton プレ ス
として支援していただき、有り難うございます。
(HICONYAN)を用いて Paris-Edinburgh 型加圧によ広島大学地球惑星システム学プログラムでは、る変形実験を行い、変形後の試料について様々な
川井型マルチアンビル高圧発生装置を軸とした超物性、構造解析を行っています。本年(修士 2 年)
高圧高温実験室が立ち上がりました（写真）。井上からは、3 年間の研究の総仕上げとして、放射光徹先生の研究室の学生たちとともに超高圧高温実実験施設(SPring-8)BL04B1 設置の 1500 ton D-DIA
験を行っています。2 つの研究室に所属する学生型プレス(SPEED-Mk.Ⅱ)を用いてせん断応力によは、計 9 名になり、12 月からは仮配属の 3 年生も加わります。私の研究室では、博士課程後期へ 1る変形挙動のその場観察に取り組んでいます。GRC
名、博士課程前期へ 1 名進学予定です。来年度はでの作業もそうですが、放射光実験でも大内先生
博士課程後期に進学する学生（山口和貴氏、写真をはじめ、大内研メンバーの方々に強力なサポー左）が研究代表者として PRIUS 課題を申請する予トをいただいています。
定です。どうぞよろしくお願いいたします。
PRIUS は年に数回利用させていただいています
地球惑星科学連合 2022 年大会では、GRC とこち
が、GRC で研究されている学生の姿や 3000 ton プらの学生たちが仲良く話しているのを見かけまし
レスを利用する同研究た。GRC も地球惑星システム学プログラムも展示
室の先生、学生を見るとブースを出展し、ブースの場所が近かったのも良研究のモチベーション
かったと思います。こちらの学生には「僕が学生が高まり、大変良い経験の頃は GRC の学生さんと仲良くしてもらった」ととなっています。今後と話しています。PRIUS 課題による GRC 訪問や学会も何卒よろしくお願い
参加などを通して、愛媛大学や広島大学などの普申し上げます。(加藤豪段会えない学生たちが良い影響を及ぼしあい、成起：滋賀県立大学大学院
長し、研究が楽しくなるようになったら良いなぁ
工学研究科材料科学専と願っています。
攻修士 2 年)
微力ながら GRC/PRIUS のお役に立てれるように頑張りたいと思います。今後ともよろしくお願いいたします。
（川添貴章：広島大学大学院先進理工
編集後記：技術補佐員の河田重栄さんが、5月25
系科学研究科准教授）
日にご病気により急逝されました。GRCスタッフ
一同追悼の意を表すとともに、長年に渡るご貢献❖ PRIUS 利用者の声に心より感謝いたします。
（T.I & Y.M.）。
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PRIUS 利用者の声

ガラス材料は化学的・熱的耐久性に優れた材料
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第 6 回 GRC イメージコンテスト作品募集中📷📷🎦🎦📷📷🎦🎦📷📷🎦🎦📷📷🎦🎦📷📷🎦🎦📷📷🎦🎦📷📷🎦🎦📷📷🎦🎦📷📷🎦🎦📷📷🎦🎦📷📷🎦🎦📷📷🎦🎦📷📷🎦🎦📷📷🎦🎦📷📷🎦🎦📷📷🎦🎦📷📷🎦🎦📷📷

【募 集 テ ーマ】 コ ロ ナ禍 に お ける 活 動 Ⅲ【募 集 内 容 】 G R C/P R IUS 関 係 者 の皆 さ ん でシ ェアし た い作 品 .📷📷 🎦🎦
＊未 発 表 の もの に限 る．
＊顔 が はっき りと 映 っ てい る場 合 は, 応 募 に関 しそ の人 物 に許 可 を と るこ と．
＊写 真 を加 工 し た もの で も可 .
＊カ メラ貸 出 可 能 （ミラ ーレ ス一 眼 カメ ラ・ 詳 細 は土 屋 旬 まで ）＊入 選 作 品 は 加 工 し , G RC ト ップペ ー ジに掲 載 予 定 ．
＊動 画 は mp4 形 式 , 30 秒 以 内 を目 安 とす る.

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【提 出 方 法 等 】 デ ータ (10 MB まで )と作 品 タイ ト ル（短 い説 明 文 を加 え る ）.
US B での持 参 , e -ma il での提 出 可 .
Goog le フォ ト へア ップ ロ ード ．
動 画 に関 して は Yo uT ub e に「限 定 公 開 」 でア ップロ ー ドし , リン ク先 を提 出 でも可 .
【参 加 資 格 】 不 問 ．一 人 何 点 でも応 募 可 .
【締切 】 20 22 年 12 月 16 日 （金 ）【 提 出 先 】 h t tp s ://p ho to s .app. goo.g l/ k spLGZ V C WVp3 e y i k6 にア ップロー ド （googl e アカウ ント が必要 ）も しく は土 屋 旬 (j u n t＠ e h im e- u .ac .jp )【賞

品 】 G RC オ リ ジナ ルグ ッ ズ【審 査 方 法 】 専 用 ウェブ ページ に て掲 示
委 員 会 メ ンバー と G R C/P RI US 構 成 員 の投 票 (学 外 か らの投 票 は記 名 投 票 とする ） .
受 賞 者 は数 人 ( 3~5 名 ) の予 定 .
【結 果 発 表 】 G R C 忘 年 会【 受 賞 作 品 の公 開 /非 公 開 】 受 賞 作 品 の公 開 /非 公 開 に関 して は ，プラ イバ シー の観 点 など から受 賞 者 と もご相 談の 上 ，決 定 させて いた だきます．
【 著 作 権 】 応 募 作 品 の使 用 権 は G RC 帰 属 とさ せてい た だきます.

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