GRC Ｎｅｗｓ Letter2019.2.20

No.53

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.grc.ehime-u.ac.jp/

目した。ナノ多結晶ダイヤモンド（ヒメダイヤ）や、
ナノ多結晶ガーネットに続き、ここ数年は超高圧を利用した新しいモノづくりに取り組んでおり、これに関連する卒論テーマも増えています。独自の超高圧合成法を用いて、結晶粒子の大きさを100 ナノメートル以下にすることにより、透明度の高い多結晶体「透明ナノセラミックス」ができることがわかり、様々な物質の透明ナノセラミッ
クス化を試みています。
今年の卒論生の一人が取り組んだのが、ヒスイのナノセラミックス化。ヒスイは日本鉱物科学会
により、2016 年に日本の国石に選ばれています。
綺麗な緑色の宝石として有名ですが、普通は多結晶体で透明度は高くありません。これをナノサイ
ズの多結晶体にすれば、透明のヒスイができるはず。また国石に選ばれたばかりで、タイムリーで目を惹くだろうという、単純（不純？）な動機によりこのテーマを考えました。
研究の過程で予期せず赤いヒスイができるなど紆余曲折があり、卒業研究では厳密な意味でのナ
ノ多結晶化には至りませんでしたが、当初めざしたような透明度の高い「準ナノ多結晶透明ヒスイ」
ができました（写真）。それがどうしたと言われそうですが、綺麗なものができると素直に嬉しいものです。ヒスイは割れにくいこと（高靱性）で知られており、ひょっとしたら面白い新材料につながるかもしれません。GRC に SOSEKI Lab（創石ラボ）を設置した目的は、地球に学びつつ新たな石、
つまり宝石・新材料を創りだすことにあります。
この 4 月から卒論生となる予定の 3 回生の 1 人は、ヒスイと同じ輝石の仲間である「透輝石」のナノ多結晶体づくりに取り組んでいます。このテーマを考えたのは、彼女が岐阜県関市の出身で、ここには有名な透輝石の産地である洞戸鉱山があるのがその理由の一つ。ヒスイと同じく、かなりいい加減な理由ですが、こんなこともモチベーシ
ョンを上げる重要なポイントです。実際、この学生さんは既に合成実験を何度かおこない、予期せぬ結果も得て研究にハマりつつあります。
「ヒメダイヤ」や「ヒメガーネット」など、宝石づくりの研究室というイメージが定着したせい

次

センター長挨拶
センター構成NEWS＆EVENTS:
グレオ研究員らがCaPvの音速測定に成功
土屋旬准教授がMSAフェローに選出
国際NPDシンポジウム(STNPD-2019)開催
第2回GRCイメージコンテスト結果発表
第6回PRIUSシンポジウム開催
ジオダイナミクスセミナー
新人紹介
海外出張・国際会議報告
インターンシップ報告
ALUMNIレポート No.18
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
1 月に発行する予定がいつもながら時期を逸してしまいましたが、新年おめでとうございます。本年
も GRC 及び PRIUS をよろしくお願いいたします。
2 月は卒論・修論その他の締切りを控え、学生も教員も大忙しです。寒さも手伝い血圧マックスの時期ですが、今年もなんとか無事終了してほっと一息。地球深部科学と超高圧科学関連分野での先端的研究に加え、共同利用・共同研究拠点としての様々な仕事がある中で、教員をはじめとしたGRC スタッフは、教育・人材育成面でも大きく貢献しています。
本年度私が担当した 2 名の卒論生も熱心に実験に取り組み、それぞれ面白い結果をだしてくれま1

か、最近研究室の女子学生の割合が増えてきました。ちょうど卒論・修論の山場にさしかかる 14 日
は、研究室の机はチョコレートの山（？）
。2 月は血圧上昇に加えて、血糖値もマックスに至る季節となっています。
宝石づくりとはいえ、必ずしも趣味や実益に走っているわけではなく、これらの新物質を利用して国内外の 30 近いグループと共同研究を進めています。その成果を持ち寄った「第 1 回国際ヒメダ
イヤシポジウム」が、近く松山で開催されます。
今年も学生さんや若手と一緒に、楽しみながら新しい研究の展開と成果の発信ができればと考えています。

❖

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（技術専門職員）
河田重栄（技術補佐員）
林 諒輔（技術補佐員）
白石千容（研究補助員）❖

客員部門
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/
高圧実験室長）
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（東京大学大学院理学系研究科客員共同研究員）
客員教授 舟越賢一（CROSS中性子科学センター利用研究促進部門次長）
客員教授 平井寿子（立正大学地球環境科
学部特任教授）客員准教授 丹下慶範（（公財）高輝度光科学研究センター利用促進部門
研究員）
客員准教授 西山宣正（東京工業大学科学
技術創成研究院特任准教授）



GRC研究員・GRC客員研究員※GRC研究員・GRC客員研究員はPRIUS設置に伴い、委嘱を休止しています。



事務
研究支援課・研究拠点第2チーム
田窪 光 （副課長）
和田まどか（事務職員）
宮本菜津子（事務補佐員）
上田瑠美 （研究補助員）
大西梨紗 （事務補佐員）
八城めぐみ（研究補助員）

センターの構成（H31.2.1現在）



超高圧合成部門
入舩徹男（教 授）
大藤弘明（教 授）
大内智博（講 師）
西 真之（講 師）
Steeve Gréaux（WPI上級研究員）
國本健広（特定研究員）
Nadezda Chertkova（特定研究員）
Wei Sun （WPI研究員）
有本岳史（特定研究員）
Youmo Zhou（特定研究員）
近藤 望（特定研究員）
木村友亮（学振特別研究員）
桑原秀治（学振特別研究員）
門林宏和（学振特別研究員）
坪川祐美子（学振特別研究員）



数値計算部門土屋卓久（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）



物性測定部門井上 徹（教 授：広島大学兼任）
河野義生（准教授）（H30.7.1-）
西原 遊（准教授）
境毅（講 師）
木村正樹（助 教）

NEWS＆EVENTS❖❖

超高圧材料科学部門（H30.4.1-）
内藤 俊雄（教 授：理工学研究科兼任）
石川史太郎（准教授：理工学研究科兼任）
松下 正史（准教授：理工学研究科兼任）
山本 貴 （准教授：理工学研究科兼任）

グレオ研究員らが CaPv の音速測定に成功

GRC のスティーブ・グレオ（Steeve Gréaux）
研研究員と入舩徹男教授らと、高輝度光科学研究センター、滋賀県立大学の研究者からなるグルー
プは、放射光 X 線を利用したその場観察実験と超2

音波測定実験の組み合わせにより、マントル中の主要な高圧型鉱物である CaSiO3 ペロブスカイト（CaPv）の弾性波速度の測定に成功し、研究成果を 2019 年 1 月 10 日発行のネイチャーにおいて発表しました。

ける顕著な研究業績を有する研究者で、同学会全体の 0.5%以下の会員に授与されます。土屋旬准教授
は、地球深部条件下
での鉱物中の水素や水の挙動に関する、第一原理計算に基づく理論的研究において、国際的に優れた業績を挙げていることが高く評価されたものです。
【MSA website】http://www.minsocam.org/

グレオ研究員らは新たな手法に基づき、深さ660 km 不連続面に対応する圧力温度条件下で、CaPv の弾性波速度測定を直接測定することに成功し、これが従来予想されていたよりも、はるかに遅い弾性波速度を示すことを示しました。沈み込むプレート構成物質のうち、玄武岩からなる海
洋地殻物質は、マントル深部条件下では CaPv を
20-30%含むことが知られています。今回の実験結
果から、このような玄武岩質の物質は、周囲のマントルに比べて弾性波速度が大きく低下することがわかりました。近年北アメリカなどの下の 660
km 不連続面直下において、地震波速度が低下する
領域が発見され、 この付近で生成する可能性があるマグマの影響であると解釈されています。しかし本研究は、この低速度領域が、この付近に存在する沈み込んだ海洋地殻に由来する、玄武岩質の物質により説明可能なことを示しました。
尚、
本研究の概要はネイチャー誌の News & Views
でも紹介されました。また、著名な科学ニュース雑誌“Discover”や“Phys.org”においても本論文に関する記事が掲載され、国際的にも反響を呼ん
でいます。
【論文】
Gréaux, S., Irifune, T., Higo, Y., Tange, Y.,
Arimoto, T., Liu Z. and Yamada, A., Soundvelocity of CaSiO3 perovskite suggests thepresence of basaltic crust in the lower
mantle, Nature, 565, 218–221, 10.1038/s41586018-0816-5, 2019.
❖❖

国際 NPD シンポジウム(STNPD-2019)開催

GRC では、ナノ多結晶ダイヤモンド（NPD=ヒメ
ダイヤ）の超高圧科学への応用に関する国際シンポジウム（Science and Technology of NanoPolycrystalline Diamond, STNPD-2019）を開催します。NPD ユーザーに限らず、今後 NPD の利用を考えている方、関連超硬物質・ナノ多結晶体などの合成や特性評価などに携わっておられる方の参加を期待します。
日 時 ：2019 年 2 月 28 日（木）-3 月 2 日（土）場 所 ：愛媛大学理学部構内総合研究棟Ⅰ 4F 共通会議室
参加費：無料定 員 ：60 名程度
共 催 ：愛媛大学先進超高圧科学研究拠点・新学
術領域研究「核－マントル共進化」技術
開発班
案内 HP：http://www.grc.ehime-u.ac.jp/Archives/4350

土屋旬准教授が MSA フェローに選出

GRC の 土 屋 旬 准 教 授 が 、 ア メ リ カ 鉱 物 学 会（Mineralogical Society of America, MSA）の2018 年度フェローに選出されました。MSA は 100
年前の 1919 年に設立され、アメリカを中心に世界各国に会員を有する鉱物科学分野の国際的学会組
織です。フェローの称号は鉱物科学関連分野にお【プログラム】[28 February]
13:30-15:00
3

1. Synthesis of NPD and related materials(Chair: H. Ohfuji)
KEYNOTE: Tetsuo Irifune (GRC)
Masayuki Nishi (GRC)
Nico A. Gaida (Nagoya Univ.)
Norimasa Nishiyama (Tokyo Inst. Tech.)

9:00-10:30
6. New ideas and other applications (Chair:
S. Pascarelli)
KEYNOTE: Yoshio Kono (GRC)
Guillaume Morard (CNRS)
Norimasa Ozaki (Osaka Univ.)
M. Satish-Kumar (Niigata Univ.)

15:00-15:50 Break & Poster

10:30-11:50
7. Discussion and future
perspectives(Chair: T. Irifune)
KEYNOTE: Sakura Pascarelli (ESRF)
Discussion

15:50-17:40
2. Features and physical properties (Chair:
N. Nishiyama)
KEYNOTE: Yanbin Wang (Univ. Chicago)
Tsutomu Mashimo (Kumamoto Univ.)
Hiroaki Ohfuji (GRC)
Angelika Rosa (ESRF)
Fumitaro Ishikawa (Fac. Eng. & GRC)

12:00-17:30 Excursion❖

17:40-18:20 Lab tour

第2回GRCイメージコンテスト結果発表

第2回GRCイメージコンテストに対して、18件の作品がGRC関係者やPRIUS利用者から寄せられ、12月17-19日の3日間に渡り、GRC構成員による投票をおこないました。この結果、6名8作品が受賞作
品に選出され、12月20日のGRC忘年会にて発表されるとともに、授賞式・副賞のGRCオリジナルT
シャツが授与されました。受賞作品、及び応募作
品の一部は、今後GRCホームページのトップページを飾る予定です。来年度も開催予定ですので、ぜひご応募ください！

18:30-20:30 Banquet[1 March]
8:30-10:00
3. Applications to ultrahigh pressure
generation (Chair: Y. Wang)
KEYNOTE: Takehiko Yagi (Univ. Tokyo)
Takeshi Sakai (GRC)
Katsuya Shimizu (Osaka Univ.)
Florent Occelli (CEA)
10:00-10:30 Break
10:30-12:00
4. Applications to X-ray spectroscopy underpressure (Chair: Y. Kono)
KEYNOTE: Max Wilke (Univ. Potsdam)
Naoki Ishimatsu (Hiroshima Univ.)
Saori Kawaguchi (SPring-8)
Christele Sanloup (IMPMC)☆第1位作品 2段式DAC 武田良介(大阪大学）【受賞者とタイトル】
第2位 踊るヒメダイヤ 入舩徹男(GRC)
第3位 地底探査装置 入舩徹男(GRC)
第4位 みかんでGRC 川村英彰(愛媛大学 M1)
第5位 荒野の2段式DAC 武田良介(大阪大学）
第6位 透明セラミックス？ 大藤弘明(GRC)
第6位 テラパスカルへの挑戦 境毅(GRC)
第8位 Hopper Diamond 福田玲(愛媛大学 D1）

12:00-13:00 Lunch
13:00-14:10
5. Applications to other high-pressurestudies (Chair: N. Ishimatsu)
KEYNOTE: Yoshio Takano (NIMS)
Longjian Xie (Univ. Bayreuth)
Hiroshi Fukui (Univ. Hyogo Pref.)受賞作品は、GRC HPよりご覧下さい。
（http://www.grc.ehime-u.ac.jp/archives/4511）

14:10-15:00 Break & Poster
15：00-18：30 A visit to Matsuyama castle hill.

❖ 第 6 回 PRIUS シンポジウム開催
19:00- Unofficial dinner2019 年 2 月 27 日（水）～28 日(木)に先進超高圧科学研究拠点(PRIUS)の共同利用・共同研究の成[2 March]4

果報告会を兼ねた「第 6 回 PRIUS シンポジウム」
を開催します。これまで共同利用・共同研究の実績のない方のご参加も歓迎します。

temperature technique”
Dr. Fumitaro Ishikawa (Associate
Professor, Faculty of Engineering,
GRC)
2018.1.25

日程：2019 年 2 月 27 日（水）12:50～
2019 年 2 月 28 日（木）12:00
場所：愛媛大学総合研究棟Ⅰ 4F 階共通会議室
参加費：無料
詳細は GRC HP をご覧下さい。
（ h tt p: / /w ww . gr c. e hi m e - u .a c. j p/ pr i us/
Priussymposium)

第 510 回“The effect of water on the elastic
properties of ringwoodite at high P
and T condition”
Dr. Wei Sun (WPI Postdoctoral fellow,
GRC)
2019.2.1
第 511 回 “ In situ experimental study of
eclogite – COH system at the upper
mantle conditions”
Dr. Nadezda Chertkova (Postdoctoral
fellow, GRC)
2019.2.15

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）

２月
2/22“Metal-silicate partitioning of carbon
in a magma ocean: Implications for the
distribution of carbon in the Earth”
Dr. Hideharu Kuwahara (JSPS postdoctoral
fellow, GRC)
４月
4/12 “ Sound velocities of Al,Fe-bearing
bridgmanite in the Earth’s lower
mantle”
Dr. Steeve Gréaux (WPI Postdoctoral
fellow, GRC)

新人紹介
松下 正史
(准教授)

4/26“Elasticity of Fe-Si alloy”
Dr. Taku Tsuchiya (Professor, GRC)
５月
5/10 “ Diamonds? In ultra-high-pressure
metamorphic rocks”
Dr. Hiroaki Ohfuji (Professor, GRC)2018 年 5 月に発足した超高圧材料科学部門准教授（工学部と兼任）を務めている松下正史です。
自己紹介の前に超高圧材料科学部門の紹介をさせてください。本部門は GRC の高圧関連技術を広く
材料研究に展開することを目的に設置されました。
今回の部門設立で、GRC は「材料研究の中で高圧を利用した研究技術はどう活かせるか？」という方向に地に足をつけて取り組む運びとなります。
折しも、高圧学会の年次大会である高圧討論会に
材料科学のセッション、シンポジウムが初めて開催されたのが、2017 年 11 月の第 58 回大会（名古屋大学）です。その半年後の設立となり、高圧科
学の材料科学へのチャレンジを超高圧の全国共同利用研究拠点としてアシストする方向に向かえばよいと思っております。
材料研究を「社会で役に立つ機能を持つ物質の合成、あるいは機能発現のメカニズムの研究」と大学の研究としては狭義に括って考えてみます。
そうすると、GRC が得意とする高圧場での研究は、
1 気圧の現実からは相当に遠い世界の話で面白い現象が見つかっても、それがなんだ！と言われて過去の講演

第507回 “Shear localization in peridotites
and the occurrence of intermediate
earthquakes”
Dr. Tomohiro Ohuchi (Lecturer, GRC)
2018.11.30
第 508 回 “ First-principles study of irondiffusion
properties
with
implications
to
inner
core
plasticity ”
Dr. Sebastian Ritterbex (Postdoctoral
fellow, GRC)
2019.1.11
第 509 回“Trial to realize semiconducting
diamond using high pressure and high5

しまいそうですが、圧力で状態を変える（壊す）テクニックを持つことで、1 気圧の現実がどのように築かれたのか、何とリンクしているのかを知ることができます。また，圧力の壁で隠れた世界をラボで引っ張り出すことは、材料の新たな可能性を示すことできます。実用可能な材料研究につながるヒントを見落とすことなく拾い上げ、社会に還元可能な成果につながるよう研究していきた
いと考えております。
以降、私の研究歴を述べます。2000 年度、岡山大学の修士課程に入学した私は、高圧・強磁場・低温の複合極限環境場での磁化測定装置の開発に携わりました．パルス強磁場かつ低温下で使える
小型のドリッカマー型高圧セルの開発で修士論文を書いた後、博士課程では，遍歴電子系強磁性体の磁気体積効果を研究しました。大雑把に言いますと、「金属中の流れる電子のスピンは何故そろうのか？」という“問い”に対するいくつかのモデ
ルを、圧力（言い換えれば原子間距離）と磁気秩序の相関を通じて検証するといった内容です。 この“問い”は物性物理でのスピン秩序形成についての課題であると共に、材料研究の面では低熱膨材や磁歪材料のメカニズムについての基礎研究になります。
2004 年 3 月に学位を取得した後は日立電線㈱に就職しました。ここでは通信機器に使う材料の開発に携わりました。電磁気特性だけでなく、屈曲特性や密着性など機械特性が複合的に絡んだ材料研究の経験で、所謂 “学問の垣根”を越えて随分と視野が広がるとともに、大学とは劇的に異なる環境に身を置くことで，研究の価値に対する多様性を認識することができました。2006 年 4 月に本海外出張・国際会議報告❖ The 9th Asian Conference on High Pressure
Research（ACHPR9）参加報告

Xianlong Wang 教授と再会＠南洋理工大学

2018 年 9 月 30 日から 10 月 3 日にかけてシンガ
ポ ー ル の 南 洋 理 工 大 学で 開 催 さ れ た The 9th
Asian Conference on High Pressure Research（ACHPR9）に参加してきました。ACHPR は、2 年毎に場所を変えて開催されており、アジアのみならず、ヨーロッパ、アメリカなど世界中から毎回 150人程度が参加しています。会議のトピックスとしては、高圧力科学に関係した物質・材料科学、地球惑星科学など多岐にわたりますが、今回の会議
では地球惑星科学に関連する発表は少なく、物質・材料開発についての発表が大半を占めていました。
その中でも、超伝導体や水素化物についての発表
は、私自身が水素関連物質の高圧物性に関する研究を行っていること、また来年度から物質・材料研究機構でお世話になることからも刺激を受けるものであり、本会議で得た情報は、これからの研究対象を地球惑星科学から物質・材料科学にまで広げるにあたり有益なものとなりました。
本会議で私は、メタンハイドレートの高圧相転
移メカニズムについて発表を行いました。一般に
メタンハイドレートといえば日本近海における産出試験のニュースなどから、次世代のエネルギー
資源として注目されている物質かと思います。このメタンハイドレートは、従来の研究から圧力誘起で多様な結晶構造へ構造相転移することが明らかにされており、その高圧安定性から氷惑星や衛星の主要な構成物質として氷天体内部に存在する可能性が報告されています。しかしながら、各相間の相転移メカニズムについては、ガスハイドレー
ト特有の特異な転移メカニズムの存在が示唆されているにも関わらず未解明のままでした。そこで
我々は、時分割 X 線回折と時分割ラマン分光を用い、フレームワークを構成する水分子と構造中に内包されるメタン分子の相転移時の挙動を調べる
ことにより、相転移メカニズムの解明を試みました。その結果、sI 相から sH 相への相転移はケー
ジ組み換えメカニズム、sH 相から filled ice Ih相への相転移はゲージ構造の崩壊を伴う再構築メ

学着任後は、広い意味で機械に関する材料研究に携わってまいりました。最近の研究テーマは、層状の長周期超格子をもつ物質の探索です。新奇な層状の長周期超格子を探索し、その変形特性や、層間の interaction による電磁気特性を研究しています。図は最近、常圧で合成に成功したマグネ
シム合金中の新奇な長周期超格子の高解像透過電顕像(左は[0001]、右は[11(－)00]入射)です。この長周期超格子は高圧での発見がきっかけで、1気圧でのプロセスでの合成に辿り着きました。本
学着任から 13 年が経ちましたが、気を新たに GRCでの出会いを期待しながら研究を進めていきたいと考えております。
6カニズムにより起こることが明らかとなりました（Kadobayashi et al., 2017）。発表会場では、普段のコミュニティとは異なる視点をもつ研究者から質問やコメントをいただくことができ、彼らとの議論や交流を通して、物質・材料開発分野においても新たなコネクションを得ることができました。
国際会議といえば、開催国の文化を肌で感じることも一つの楽しみだと思います。本会議が行われたシンガポールは、マレーシアから分離・独立
後、目覚ましい発展を遂げてきた多民族国家です。
何よりも食べることが大好きな私は、この活気ある国の食文化を体験するべく、まず各駅前で見かける屋台店に挑戦しました。いかにも！というシンガポールマダムから海南鶏飯を購入して食べてみたところ、これが予想以上に美味しく、この時はこんな美味しい食事が数百円で買えるならシンガポールにも住めるぞ！！と感動していました。
しかし、このチャレンジ精神が後に悲劇を招くのです。翌日、南洋理工大学の食堂にいくつかある店の一つで意気揚々と魚料理を試したところ、見事に食あたりをしてしまい、楽しみにしていたバンケットを逃してしまいました。
（今思えば、その店は周囲の店にはあった衛生状態の評価証が掲示されておらず、一抹の不安を感じるには十分な雰
囲気でした...）このような酷い目にも遭いましたが、この経験も海外では大学内であろうと気を抜いてはいけないという良い教訓となりました。会議の最終日には、なんとか体調も回復し、かの有
名なマーライオンなどの観光も行えたので、結果としては ACHPR9 での学術的な交流はもとより、ト
ラブルも含めシンガポールという国から今後の研究活動の糧となる多くの経験を得ることができました。
（門林宏和）

いうセッションにおいて、「 Decomposition ofmagnesite in the presence of reduced C-H-O
fluid under upper mantle conditions」というタイトルで口頭発表を行いました。マグネサイト（MgCO3）は下部マントル条件に該当する高温高圧
条件下においても安定である最も普遍的な炭酸塩鉱物として知られており、地球規模の炭素循環において、沈み込む海洋プレートに沿って地球の表層部から深部へと炭素を運搬するリザーバーとしての役割を担っていると考えられています。同時に沈み込み帯においては流体の存在が軽元素の地
球規模の循環において重要であると考えられていますが、この流体は純粋な水ではなく、C-H-O 流体と呼ばれるメタンや二酸化炭素、水素などであると予想されています。私は還元的な C-H-O 流体が共存する場合、高温高圧下におけるマグネサイ
トの安定性がどのように変化するのかを実験的に検討してきました。その結果、還元的な C-H-O 流
体と共存する場合、マグネサイトは 800℃程度の低温条件下（10-17 GPa）においてペリクレース（MgO）とダイヤモンドへと分解することが明らかとなりました。この結果は炭素の地球深部循環のメカニズムを解明する重要な手掛かりになると期待されます。

❖
Magmatism of the Earth and related
strategic metal deposits 2018 参加報告
今回の学会は私にとって初めての学会発表かつ、初めての英語での口頭発表であったために、発表
昨年の 9 月 4 日から 8 日にかけて、ロシアのモはなんとか形にまとめたものの、質疑応答の際にスクワで開催された国際会議「Magmatism of theは上手くコミュニケーションが取れずに苦労し、Earth and related strategic metal deposits
ややほろ苦い学会デビューとなってしまいました。
2018」に参加してきました。今回の日本からの参しかし、関連分野の研究を行っている研究者の加者は GRC から 5 名、広島大学から 1 名、東京大方々から多くの有益なご指摘・アドバイスをいた
学から 2 名の総勢 8 名でした。開催地であるモス
だくことができ、英語によるコミュニケーション
クワはロシアの首都で、ヨーロッパにおいて最も力の重要性を強く実感することができました。さ
人口の多い世界有数の都市として有名です。日本
らに、会期中には多くの同世代の学生とコミュニよりもかなり高緯度に位置する地域であるため、ケーションをとる機会も多く、学会後も連絡を取
9 月に入ると残暑厳しい日本とは対照的に冷え込
り合えるような異国の友人ができたことは大変貴むのではないかと少々警戒して現地へ向かいまし重な経験であったと感じます。
たが、実際は朝晩を除いてはそれほど冷え込むこ会参加後には、巡検のためサンクトペテルブルとはなく、加えて湿度も低いためにとても過ごし
クへ移動し、途中、様々な博物館の見学も行いまやすい気候でした。
した。サンクトペテルブルクがかつて首都として会議では研究テーマごとのセッションに分かれて多数の口頭発表とポスター発表が行われました。 栄華を極めた頃の美術品など数々の収蔵品はどれも目を見張る素晴らしさでしたが、個人的に一番
私は Theoretical and experimental modeling of
印 象 的 で あ っ た の は Chernyshev Museum of
mantle processes and mineral associations と7

Geology に展示されていたロシア全土から集められた鉱物標本と、鉱物と宝石を用いて制作された
巨大なロシア地図でした。非常に広大な国土を有し、鉱業を含めた地球科学が自国を支える重要な学問であることをロシアが認識していることを強く感じさせるスケールの大きさで、さほど鉱産資源に恵まれない日本とのお国柄の違いを実感できました。
最後に、今回このような貴重な機会を提供して下さった大藤先生、入舩先生、並びに参加するにあたって様々なサポートをしていただいた皆様に、この場をお借りして御礼申し上げます。この経験を糧として今後も邁進していきたいと思います。
（川村英彰（M1））

インターンシップ報告❖ High-pressure synthesis of the cubic
pyrochlores R2Mn2O7 and R2V2O7
Qi Cui（D2）・Ning-ning Wang（D1）（Chinese Academy of Sciences）

We are PhD students from the Key Laboratoryof Extreme Conditions Physics, Institute ofPhysics, Chinese Academy of Sciences. Thanks
for the support from PRIUS, we had an
opportunity to visit GRC for a two-weekcollaborative study aiming to synthesize someferromagnetic pyrochlores R2Mn2O7 and R2V2O7 (R= Rare earth elements) under high-pressureand high-temperature (HPHT) conditions.
In our previous study, we found that the
cubic pyrochlore Er2Mn2O7 exhibits a large andreversible magnetocaloric effect (MCE) nearits
second-orderferromagnetic(FM)transition due to a simultaneous FM orderingof rare-earth Er3+ and transition-metal Mn4+
localized moments [Physical Review Materials(2017) 1, 064408]. Since Er2Mn2O7 is a
representative example of the FM pyrochlore
oxides R2Mn2O7, it is of great interest toevaluate MCE of other members of this family
and even extend to the related R2V2O7 family.
Because of the relatively small ionic radiiof Mn4+ and V4+ ions, most members of R2Mn2O7
and R2V2O7 pyrochlores can only be stabilized
under HPHT conditions. After some preliminary
experiments under 10 GPa, however, we foundthat several samples such as (Gd/Tb)2(Mn/V)2O7
cannot be obtained in our laboratory. We thus
applied for a joint collaborative projectthrough PRIUS in order to utilize theadvanced high-pressure facilities in GRC,
Ehime University.
During our two-week visit, we carried out
a total of six HPHT experiments, trying tosynthesize three new pyrochlore oxides
Gd2Mn2O7 and R2V2O7 (R = Tb, Dy), under variouspressures from 12 to 20 GPa, and temperaturesfrom 1400 to 1800 ℃, by using the Multianvil
apparatus (Orange-1000 and Orange-2000).
These experiments in GRC were under theguidance of Prof. Irifune and Dr. Shinmei
with the great assistance from Dr. Youmo Zhou
and Dr. Chaowen Xu.Among the six experiments,
five of them were successfully completed.
Although we did not obtained phase-puresamples according to the X-ray diffraction(XRD), the presence of pyrochlore phase in
the XRD indicates that it is possible tosynthesize single pyrochlore phase underhigher pressure or temperature conditions.
These experimental results thus provide
important guidelines for future study. More
importantly, we have gained a lot ofexperience on preparing the sample assembly
and using the multianvil technique. We lookforward to visiting GRC again in the near
future.

ALUMNI レポート⑰❖

北海道大学
名誉教授 藤野清志

私は 2012 年に北海道大学を定年退職後、入舩氏のお誘いにより GRC に特任教授として赴任し、3年間を過ごしました。その３年間を過ごしたあと、8

妻の故郷でもある松山を終の棲家とすることにしました。これまで ALUMNI を書かれている方々のほとんどは、GRC で過ごした後の新たな活躍の場の事を書かれてますが、私の場合は GRC を研究の最後の場とした者のその後、と言うことで書かせていただきます。
と言っても、私の現在の生活パターンは、以前とさほど変わってません。特任教授としてのデューティーがなくなったあと、引き続き客員教授や年１回の集中講義「結晶鉱物学」を担当する傍ら、進行途中の共同研究の実験や電顕操作の教育や使用マニュアル執筆のボランティア活動、ゼミへの参加等で、週に 1、2 回は GRC に顔を出しています。また、関係する学会にも、相変わらず参加しています。とは言え、大学に顔を出している時の緊張感は、以前とはだいぶ違います。学生指導の忙しさや研究費獲得の心配をすることもなく（もっともこれは GRC に来てからそうですが）、己の好奇心のむくままに過ごしています。また研究以外の時間の過ごし方も、若い方々とは違います。私の場合は、余暇に野菜作りを始めました（写真の背景）。自分でもこれほどのめり込むとは思ってなかったのですが、野菜の種作りから始まって、発芽、苗の育成、収穫まで、30 坪ほどの畑で汗水を流します。これらの過程は実験科学者にはかなりなじみの過程でもあり、実験科学者が退職後野菜作りに励む例が多いのは、そのためかもしれません。
ここで改めて、GRC について振り返ってみたいと思います。現在 GRC が地方大学にありながら地球惑星科学・高圧関係の研究所として抜きん出た存在であり、世界的にもトップを争う存在である
ことは、論を俟ちません。そうなった要因の第１に、入舩センター長の類稀なる構想力と指導力があることも、確かでしょう。同時に全国の有能な若手が GRC に集って切磋琢磨し、中には再び新たな地で活躍する、と言う新陳代謝が活発なことも、
GRC を高いレベルに保っている要因だと思います。
しかしここで少し GRC を取り巻くまわりの状況を見てみると、楽観はしていられないように思います。 GRC は今の所予算も潤沢であり、人員構成
も日本の中では恵まれていると思います。しかし大学・研究所をめぐる環境を全国的に見てみると、10 年近く前から「選択と集中」による「競争的・重点的資源配分」政策が進行し，基礎科学分野のすそ野の研究条件が厳しくなってきているように思います。競争的な科研費等は増えているかもしれませんが、基本的な研究の財政基盤である大学の運営交付金は、長期にわたって確実に減少を続けています。ノーベル賞受賞者が出たときだけは研究者をたたえる政府も、基礎研究への基盤経費の減少を改めようとしているようには見えません。
こうした基盤的研究資金の減少は、かって私が勤めていた北海道大学のような旧帝大クラスでも厳しいものとなっています。こうした競争的雰囲気の中、研究者は自分の研究がいかに優れているか
9の宣伝に努めざるを得ません。以前のように、「ボーと研究してる（ように見える）」ことが許されない雰囲気が生まれてきているように思います。こうした傾向が次世代の新たな研究の芽を摘むことにならないか、非常に心配です。私と同様な年配の研究者の中には、こうした雰囲気になかなかなじ
めない者もおりますが、こうした状況は若い皆さんにとっても決して無縁ではないでしょう。今後の皆さんの健闘と活躍を、見守りたいと思います。

❖

University of Houston
客員研究員

Zhihua Xiong

I worked at Geodynamics Research Center(GRC) as a postdoctoral researcher from
August 2015 to April 2018. During my stay at
GRC, I mainly learn about the potassium,
helium and argon partitioning between liquid
iron alloys and silicate melt at highpressure, to investigate the possibility of
the Earth’s core as the reservoir for them.
All the partitioning behaviors are predictedusing the theoretical method, which canestimate the partitioning coefficients aswell as the mechanisms that determine their
partitioning behaviors. The calculations arequite challenging, but finally, some very
interesting results are obtained with help of
Taku-sensei.
Half of a year has already passed since myleft from Japan. Writing this article brings
lot of wonderful memories back to me. Major
part of life at Matsuyama is working at office,therefore, the first thing comes to my mind
is that GRC offers me with such an almost
perfect condition that I can concentrate on
my research, I feel quite peaceful when stayin the office. In addition, GRC provides me
many opportunities to communicate with
scientists world-wide, which benefit me a lot.
Last but not least, people here are very nice,creating very friendly atmosphere I really
miss. I hope we can meet somewhere again in
the near future, by then; we can sit down,

talk, discuss and laugh like we used to do.
Another important part of life at Matsuyama
is time spent together with my sweet friends:
days we go to the Dogo-onsen and castle, join
Hanami party, see fireworks show, try so many
nice restaurants or cook by ourselves, and soon, making my free time full of fun.
Now I am staying at University of Houston,
conducting research in learning about theisotopic characters of Hawaii OIB. We aretrying to figure out the possible sourcesthat are responsible for, and associatedgeochemical processes that contribute to, theisotopic signatures of Hawaii OIB. The wholeproject just start, anyone interest in this
topic,
pleasecontactmeatzhihuaxiong.ca@gmail.com.

cubic CaPv compared to the former theoreticalpredictions. This result refutes previous
hypotheses that proposed exsolution of CaPv
in pyrolite, a hypothetical rock equivalent
to a mixture of peridotite and mid-ocean
ridge basalts (MORB), could explain the highseismic profiles at the bottom of the MTR,
hence suggesting the presence of different
lithologies such as those transported by the
subducted slab to the bottom of the MTR.

最新の研究紹介❖ Laboratory measurements of Sound velocityof CaSiO3 perovskite and implications for the
deep mantle mineralogy
Laboratory measurements of sound velocities
of minerals under high-pressure provides
window into the Earth’s deep interior by adirect comparison with the speed of seismic
waves
passing
throughthematerials
constituting
themantle.
Using
suchtechniques, we were successful in measuring
the sound wave properties of CaSiO3
perovskite (CaPv), an important mineral ofthe mantle, which constitutes 7-10 vol% of
the pyrolitic mantle and up to 30 vol% of
subducted basaltic rocks below ～560 km depth.
The cubic form of CaPv, which is likely tobe present in the mantle, is however only
stable at high pressure and temperature
conditions, and therefore there are noavailable sample to carry out suchmeasurements. To get around this difficulty,
we used a CaSiO3 glass rod, to synthesize CaPv
at high pressure then subjected thepressurized CaPv sample to synchrotron X-rays
and ultrasonic wave measurements at pressuresof up to 23 gigapascals and temperatures of
up to 1,700 kelvin, conditions similar to
those found in the lowermost mantle
transition region (MTR), at depths greaterthan 600 kilometers.
The results showed that ultrasonic waves,in particular S-waves travel slower through10

However this also implies that basaltic
rocks have even lower velocities thanpyrolite and therefore cannot explain thehigh seismic velocities of the lowermost MTR
along a mantle geotherm, a conclusion reached
by Kono et al. in 2011 on the basis ofvelocity measurements on MORB aggregates. The
presence of harzburgite components, whichconstitutes the main part of the subductedslab then appear as the only viable
alternative to explain seismic observationsat depths of 520 to 660 km, as formerly
suggested by Irifune et al. in 2008.
The subducted oceanic crust,which
constitutes the remaining part of the slab,
is likely to sink into the uppermost lower
mantle where it can explain the magnitude of
the reduction of shear velocity below 660 km
depth such as observed beneath North America.
The presence of basalt at depths 660 to 800
km have long been proposed on the basis of
the density relation between MORB, pyroliteandharzburgite,
but
they
were
no
measurements of sound velocities that allowed
to confirm this hypothesis by a directcomparison with seismic observations.
Incidentally, this model is well consistent
with the recent discovery, in 2018, of CaPv
in a natural diamond, which provides evidence
for the presence of oceanic crust material in
the uppermost lower mantle. It is also
compatible with global-scale geodynamics
calculations that predicted basalt enrichment

beneath 660 km would stabilize the subductedslab in this region. CaPv, which was once
called “invisible” in the lower mantle as
this phase was predicted to have velocities
similar to those of the most abundant mineral(MgSiO3 perovskite or bridgmanite) in factholds velocities substantially lower thanthose of bridgmanite at depths 660-800 km,
which should greatly contribute in tracing
the existence and recycling of the former
oceanic crust in the Earth’s lower mantle.
(Steeve Gréaux)at 20 GPa. We also noticed that the change in
Al and Fe content in solid solution were more
influenced by temperature than pressure. Thus,
temperature seems to play a bigger role forpartitioning of Al and Fe between δ-AlOOH
and ε-FeOOH at least up to 40 GPa. On theother hand, the dehydration temperatures ofboth δ- and ε-phases likely increase withincreasing pressure because these phases wereobserved at 1240ºC and 40 GPa in the previous
study. Our results suggest that CaCl2-typehydroxides subducted into the deep mantle
form solid solution over a wide composition
ranges and it carries a certain amount ofhydrogen to deeper regions. As on Fe-richMars, some evidences have shown that water
once existed on Mars surface. AlOOH and FeOOH
present in hydrous crust may tectonicallyembedded and subducted into the deep interior.
Therefore, δ-AlOOH and ɛ-FeOOH solid
solution is expected to transport hydrogen to
the Earth’s lower mantle and even to Fe-richMartian core in the cold subduction region,
broadening our knowledge to model geodynamic
process associate with deep water cycle in
the Earth and Mars. (Chaowen XU (D1))❖ Solubility behavior of δ-AlOOH and εFeOOH at high pressures: Implication forwater transports into the deep lower manrtle
and early Mars' interior
Water plays an important role in the Earth’sinterior, which affects the physical andchemical properties of the surroundings, forinstance,
melting
temperature,melt
composition and phase relations. The natural
occurrence of AlOOH and FeOOH are common
oxyhydroxides at Earth’s surface, which has
been shown to transport hydrogen to the deep
mantle. CaCl2-type δ-AlOOH andε-FeOOH form
solid solution at high pressures, however,study for solubility behavior of this binary
system is limited. Here we determine thephase relations in AlOOH and FeOOH binary
system at 15-25 GPa and 700-1200ºC. The
analysis of XRD patterns and unit cell volumeof quenched samples show that δ-AlOOH andεFeOOH form partial solid solutions over wide
pressure and temperature ranges. We foundthat binary eutectic diagram is formed
without dehydration or melting below 1200 ºC❖

PRIUS 利用者の声る金属格子の膨張や構造変化を「見ながら」物質探索を進めています。放射光X線その場観察は物質探索において非常に有効で、実際に多数の新規水素化物を合成することに成功しています。
新規水素化物の合成に成功すると、次はその物性を評価することになります。結晶構造は最も重要な情報の一つですが、放射光X線を用いるだけでは結晶中水素原子の位置を決定することはできません。そこで重水素化物を合成し、中性子回折法
によって得られたデータをもとに構造精密化を行い、水素原子位置を含めた結晶構造を調べていま

私たちの研究グループでは高温高圧法を用いた新規機能性材料の合成を行っています。最近は特に新規水素化物の合成研究を進めております。水
素化物は水素貯蔵をはじめとして高温超伝導、光速イオン伝導、ヒドリド伝導など、多様な機能性を有する材料です。私たちは大型放射光施設SPring-8において量子科学技術研究開発機構の所有する専用ビームラインBL14B1に設置された高温高圧装置を利用して、金属が水素化する際に引き起こされ11

す。大強度
陽子加速器 施 設 JPARC の 建
設により、
中性子強
度も飛躍
的に増加
したため、
従来は測
定困難と
されていた試料量でも中性子回折実験が可能となってきています。しかし、私たちの所有する180ト
ンプレスで合成した試料では、まだ結晶構造精密化は困難な状況です。
そこで入舩先生、井上先生、新名先生にご指導いただき、PRIUSの設備利用型共同研究により重水
素化物の大量合成の実験を行わせていただきました。3000トンプレスを使用した二回の高圧実験で無事に目的とする重水素化物の合成に成功し、中性子回折測定を行うことができました。PRIUSの高度な技術と装置群、および、先生方の丁寧なご指導のおかげと感謝しております。水素化物研究は今後もさらに活発になると期待しております。中性子に限らず大量試料の合成のニーズはますます増えてくると思います。今後ともどうぞよろしく
お願いします。 (量子科学技術研究開発機構 上席研究員 齋藤寛之)❖

PRIUS 利用者の声

I first heard about PRIUS back in 2012,
when Sakura Pascarelli (scientist in chargeof the dispersive X-ray absorption beamline
at the European Synchrotron Radiation
Facility, Grenoble, France) told me that
Professor T. Irifune was planning to create
it at the GRC. Sakura informed me that thisprogram would offer the opportunity to haveaccess to nano-polycrystalline diamond anvils
synthesized at GRC. I was very interested, as
these anvils offer the possibility to record
X-ray
absorption
spectraofsamples
compressed in diamond anvil cells with noparasitic signal due to the anvils.
At that time I was struggling to interpret
the X-ray diffraction signal of a newcompound synthesized under high pressure, andI needed some additional data to evidence a
new bonding that may have been formed.
Professor Irifune sent us anvils withgeometry adapted to this compound and I could
characterize it under 80 GPa with X-ray
absorption spectroscopy at the Xenon k-edge(around 34 keV), an energy which is notaccessible
withconventional single
crystaldiamondanvils. This way we
could
show
that
xenon oxides formed
under this pressure,and they were latershown to be stablewithabinitiocalculations(Dewaeleetal.
2016a).
I
also
noticed the goodmechanical behavior of these anvils, which
did not break even after use under high load.
Later, I applied for another support by
PRIUS and got new anvils for a project on
Zirconium pressure-induced phase transformation studied with time-resolved X-ray
absorption spectroscopy (Dewaele et al.
2016b). This research would not have beenpossiblewithout
nano-polycrystalline
diamond anvils.
I am grateful to Professor Irifune and to
the scientific staff at GRC for establishingand sustaining the PRIUS program, which
provides a major service to the high pressurecommunity worldwide.
（References）
A. Dewaele, N. Worth, C. J. Pickard, R. J.
Needs, S. Pascarelli, O. Mathon, M.
Mezouar and T. Irifune, Synthesis andstability of xenon oxides Xe2O5 and Xe3O2
under pressure, Nat. Chem. 8, 784, 2016
A. Dewaele, R. André, F. Occelli, O. Mathon,
S. Pascarelli, T. Irifune and P. Loubeyre,
The α → ω phase transformation inzirconium followed with ms-scale timeresolved X-ray absorption spectroscopy,
High Press. Res. 36, 237-249, 2016
(Agnès Dewaele, scientist at Commissariat
à l’E n ergie Atomique, Arpajon, France)

編集後記：2 号続いた 16 ページのニュースレター
特大号、諸般の事情によりまた 12 ページに戻りました（T. I. & Y. M.）。

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