日本地球惑星科学連合2025年大会

講演情報

[E] 口頭発表

セッション記号 S (固体地球科学) » S-IT 地球内部科学・地球惑星テクトニクス

[S-IT20] 地球深部科学

2025年5月29日(木) 10:45 〜 12:15 105 (幕張メッセ国際会議場)

コンビーナ:石井 貴之(岡山大学惑星物質研究所)、飯塚 理子(早稲田大学教育学部理学科地球科学専修)、河合 研志(東京大学大学院理学系研究科地球惑星科学専攻)、土屋 旬(大阪大学理学研究科宇宙地球科学専攻)、座長:河合 研志(東京大学大学院理学系研究科地球惑星科学専攻)、石井 貴之(岡山大学惑星物質研究所)、土屋 旬(愛媛大学地球深部ダイナミクス研究センター)、飯塚 理子(早稲田大学教育学部理学科地球科学専修)


11:15 〜 11:30

[SIT20-21] Cold SiO2-rich slabs reaching the CMB revealed by the seifertite phase boundary

*新名 良介1河口 沙織2佐藤 嶺3大鶴 啓介3河合 研志3佐久間 博4、末原 茂 4石井 貴之5米谷 珠萌1 (1.明治大学、2.高輝度光科学研究センター、3.東京大学、4.物質・材料研究機構、5.岡山大学)

キーワード:SiO2、高温高圧力、X線回折測定、ザイフェルタイト

A cold silica (SiO2)-rich subducted slab creates notable heterogeneity above the core-mantle boundary (CMB), influencing the physical and chemical evolution of the Earth’s mantle. This slab is expected to exhibit characteristic anomalies in the longitudinal and shear wave seismic velocity at the lowermost mantle, attributed to the SiO2 phase transition into its dense polymorph, seifertite. However, the precise transition depth remains unclear because metastable phases are often observed in the SiO2 system. To address this long-standing challenge, we conducted laser-heated diamond anvil cell experiments with synchronised rapid X-ray diffraction measurements alongside theoretical calculations. The results revealed that (1) the slope of the seifertite phase boundary was less steep than previously estimated and that (2) the temperature profile of the slab crosses the seifertite boundary twice, similar to the double-crossing in the post-perovskite transition. We observed a clear anti-correlation in seismic wave velocities matching the depth range of the seifertite transition in a cold slab beneath Central America. This is the first direct evidence that a cold SiO2-rich slab descends towards the CMB. Additionally, the silica that exsolved from the ancient core may have initially been a more buoyant polymorph than seifertite.