実験・理論・観測、三つの手法をつなぐことで見えた地球深部の姿

この研究の大きな特徴は、実験・理論計算・地震観測のいずれか一つだけでは到達できない結論を、三つの手法を組み合わせることで導いた点です。

高圧高温実験は、地球深部でSiO2がどの条件で構造を変えるのかを直接調べる手段です。

一方で、実験には温度の揺らぎや準安定相の問題があり、観測結果の解釈には注意が必要です。

理論計算は、その実験結果が熱力学的に妥当かどうかを検証し、準安定相がなぜ生じるのかを原子レベルで説明します。

そして地震観測は、実験と計算で得られた鉱物学的な"目印"が、実際の地球内部に存在するかどうかを確かめる役割を果たします。

今回、実験で決定されたseifertite相境界は、理論計算とも整合的でした。さらに、その相境界を地球内部の温度構造に重ねると、中央アメリカ下で観測された地震波速度異常の深さとよく対応しました。

これにより、実験室の数十マイクロメートル規模の試料で見つかった鉱物の変化が、地球規模の深部構造を理解する手がかりになることが示されました。