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本学理学研究科地学専攻博士課程後期1年の前田郁也、大谷栄治名誉教授、鎌田誠司助教、坂巻竜也助教と、公益財団法人高輝度光科学研究センターの平尾直久研究員、大石泰生研究員による合同研究グループは、地球マントルの最深部におけるダイヤモンド生成反応を実験的に突き止めました。本研究結果より、ダイヤモンドの故郷が地下約2900 kmのマントル底部に存在する可能性が提案されました。今後、天然ダイヤモンドの分析的研究と照らし合わせることで、未知のフロンティアである地球深部について、新たな情報を得られることが期待されます。

本研究成果は英国nature publishing groupのオープンアクセス科学雑誌「Scientific Reports」にて2017年1月13日に公開されました。

详细な説明

东北大学大学院理学研究科の博士课程后期学生の前田郁也らの研究グループは、炭酸塩鉱物とケイ酸鉱物の反応を地球マントル全域の温度圧力条件下で観测することにより、地球マントルの底の条件でダイヤモンドが生成することを突き止めました（図1）。高温高圧环境を再现した実験は、大型放射光施设厂笔谤颈苍驳-8を利用して行われました。

地球上で见つかっているほとんどの天然ダイヤモンドは、地下约200办尘までの深さで生成すると言われています。これに対し、深さ400办尘を超える「超」深部でも、ダイヤモンドがごくまれに产出することがわかってきました。

ダイヤモンドの中には、しばしば、生成した场所にある物质（岩石など）が包有物として含まれています。超深部から得られたダイヤモンドの中にも、鉱物の包有物が见つかっています。これらの包有物やダイヤモンドは地球「超」深部の贵重な试料です。このため、両者を详しく调べることで、未知の地球内部について、より多くの情报を得られることが期待されています。

以上のダイヤモンドが生成した深度や环境について理解を深めるためには、天然试料の観测のみならず、ダイヤモンドの元となる物质や、それらの変化する条件も制约する必要があります。しかしながら、深さ400办尘から2900办尘におよぶ地球マントル深部条件においては、実験の困难さも相まって、ダイヤモンドの生成过程はよく知られていませんでした。

今回の研究结果により、沉み込んでいく海洋プレートの中の鉱物がマントルの底に达したときに反応を起こすことで、ダイヤモンドが生成されるというモデルが提案されました（図2）。マントルの底に至るような地下超深部条件で、ダイヤモンド生成反応を调べた研究は、前例のないものでした。このモデルは、超深部におけるダイヤモンドの故郷や生成过程を探るにあたって、考虑すべき材料となります。今后、本成果をヒントに天然ダイヤモンドを注意深く観察することで、未知の地球内部构造や、地下深部の炭素の循环机构が明らかになってくることが期待されます。

问い合わせ先

东北大学大学院理学研究科地学専攻
博士課程後期 1年　 前田　郁也（まえだ　ふみや）
电话：022-795-3947
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