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岡山大学地球物質科学研究センター

住所:〒682-0193 鳥取県東伯郡三朝町山田827
URL:http://www.misasa.okayama-u.ac.jp/jp/
センター長:中村 栄三
センター長の専門:地球化学、地球年代学
センターの概要
岡山大学地球物質科学研究センターは,平成17年4月1日,固体地球研究センターを改組転換して発足しました。 地球の起源,進化及びダイナミクスに関する研究を行うとともに,その分野の全国の研究者に当センター設備の共同利用の機会を提供し,数多くの研究者と質の高い共同研究を実施しています。平成15年度には文部科学省が実施する21世紀COEプログラム(「固体地球科学の国際研究拠点形成」)に採択され,これまでに培ってきた全国共同利用施設としての経験と当センターの持つ高度な実験・分析技術を基盤として,国際的な研究拠点に対応した教育研究体制の構築を図っています。この施策を通じ,世界最高レベルの基礎研究能力を有した,包括的に「物質科学的に地球を見る」ことのできる新しい研究分野を展開する国際共同研究の拠点となることを目指すと同時に,次世代の研究者育成と,人的交流によって世界の教育研究水準の向上にも貢献したいと考えています。

研究内容・特色
  1. 50GPa以上での定量的超高圧・高温実験を可能にする六方押しプレスに焼結ダイヤモンドアンビルを組み込んだ川井型超高圧発生装置の開発を行っている。本装置での100GPaまでの定量的実験,ダイヤモンドアンビルセルによる100GPa以上の領域での半定量的実験と,地球惑星分析化学グループの微小領域化学分析を組み合わせ,下部マントルでの沈み込んだ海洋地殻の鉱物相・化学組成変化,D”相の成因,初期地球における地球中心核形成プロセスと,その結果生じる初期マントルの物理化学的性質の理解を目指している。
  2. 放射光を利用した超高圧下での相平衡実験と熱力学的手法の適用による安定関係の評価及び共振法や電気伝導度測定法による物性測定,それらを総合した地球深部構造の解明を行っている。
  3. 高圧X線ラジオグラフィ法による高圧下での粘性係数・相互拡散係数・熱伝導率測定法の開発及び水等の揮発性成分のマグマへの溶解機構と,それらの物性に及ぼす局所構造の効果についてのNMR・Raman・FT-IR・XAFSによる多面的評価を行っている。
  4. ICP-MSとTIMSによる同位体希釈法を用いた,既に分析可能な55元素の定量制度の向上,必要試料量のさらなる微小化及びHR-SIMSによる高精度同位体分析を可能にするための技術開発・標準試料作成を行っている。
  5. 放射壊変同位体であるSr・Ce・Nd・Os・Hf・Pb同位体分析を目的に応じ天然試料に適用し,沈み込み帯での物質移動,大陸地殻とマントルの進化プロセスについての応用研究を進めている。
  6. 30万年から数年までのマグマプロセスに対応できるU-Th系列短寿命放射非平衡を用いた年代測定法の開発を行い,太陽系初期から現在までをカバーできる総合年代測定システムの確立を目指している。

最近の成果
これまでの当センターでの経験を基に,川井型超高圧発生装置に焼結ダイヤモンドアンビルを組み合わせ,独自の改良を加えた結果,世界最高圧である63万気圧を達成することができた。また,始原的小惑星において既に金属鉄の分離が可能であることを明らかにし,地球中心核の形成プロセスに関して全く新しいモデルを提唱した。一方,高感度・高質量分解能二次イオン質量分析計を用いて,世界最小の10ミクロン以下の領域でのジルコンのU-Pb年代測定を可能にし,他の詳細かつ高精度の地球化学的情報とあわせて,沈み込んだ海洋地殻の存在を火山岩中に産する捕獲岩から物質化学的に実証した。

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