高圧下蛍光XAFS法による初期地球深部における微量元素の分配挙動の解明

抄録

高圧下での溶融ケイ酸塩と溶融鉄の間の親鉄性元素の分配係数は、地球の金属コアの形成条件を議論するために必要であり、分配係数を決定するための実験的研究が数多く行われてきた。しかし、Wのようなケイ酸塩中で価数の大きいイオンとして存在する元素の分配係数はケイ酸塩の組成に強く依存するため、温度や圧力依存性を独立に求めることが難しい。さらに、高圧下でWの分配係数の圧力依存性が変化することが報告されているが、その変化の有無について未だ議論がある。これらの問題を別角度から解決するために、高圧下で蛍光XAFS法を行うための実験方法を提案し、高圧下玄武岩ガラス中のWについてEXAFS測定を行った。玄武岩ガラス中のWは、10-35GPaで4配位から6配位に増加する傾向が見られ、この変化が分配係数の圧力依存性の変化を説明することを示した。本手法は、W以外の元素についても応用可能であり、今後の展望についても紹介する。