[S-MP23] 鉱物の物理化学

[SMP23-06] クリストバライトの衝撃圧縮下での結晶構造相転移

*髙木 壮大¹、Tracy Sally¹、Kim Donghoon²、Katagiri Kento³ (1.Carnegie Institution of Washington、2.Korea University、3.Stanford University)

キーワード：衝撃実験、その場XRD、クリストバライト

SiO₂は地殻に最も豊富に含まれる鉱物の一つであり、隕石にも含まれている。隕石衝突クレーターや隕石からのSiO₂の高圧多形の観測は、地球、火星、月での過去の衝突現象のインジケータとして用いられてきた。例えば、コーザイトやスティショバイトなどが使われている。さらに、100 GPa以上で安定なザイフェルタイト（α-PbO₂型）も衝撃を受けた隕石から報告されている。しかしながら、その隕石がそのような超高圧の衝撃を経験した痕跡はなくザイフェルタイトの形成起源は未解明である。最近の静的高圧高温実験から、50GPa以下の圧力でSiO₂の高温相クリストバライトがザイフェルタイトに相転移することが報告されている。そこで、本研究ではクリストバライトのレーザー衝撃実験を行い、衝撃による構造相転移について調べた。

衝撃実験に用いたクリストバライト試料は、SiO₂ガラスから~1940K、500MPa、保持時間6時間で合成した。レーザー衝撃実験は、SLAC国立加速器研究所のLinac Coherent Light Source (LCLS)にある Matter in Extreme Conditions (MEC)で行われた。衝撃発生源にはロングパルスレーザーシステムを用いた。衝撃条件下での結晶構造ダイナミクスはX線自由電子レーザー(XFEL)を用いて観測され、衝撃圧縮された試料の速度は速度干渉計(VISAR)を用いて同時観測した。衝撃圧力〜90GPaまでのデータを取得した。現在データ解析中であり、発表ではそのデータを紹介し、ザイフェルタイトの形成起源について議論する。