冈山大学
高辉度光科学研究中心

◆发表要点

• 根据研究小组独自开发的高温高压实验技术，发现地幔矿物石榴石的高压相变压力的温度依赖性，随着温度上升从负向正变化。
  
• 这一正负逆转现象颠覆了地幔相变的常识，抑制了板块的下沉，同时也起到了促进普鲁姆上升的两个作用。
  
• 在地幔中部，可以说明沉入的板块滞留和地幔最深部上升的普鲁姆无法观测的原因。
  

由冈山大学行星物质研究所石井贵之副教授、德意志联邦共和国拜罗伊特大学拜仁地球科学研究所桂智男教授为首的研究小组和由高亮度光科学研究中心、中华人民共和国北京高压科学研究中心、北京大学、东北大学研究小组组成的国际共同研究小组根据独自开发了的世界最高精度的高温高压实验技术，精密决定了地幔主要矿物石榴石的桥镁石的高压相变（后石榴石转变）压力的温度依存性。这项研究成果于7月27日（当地时间）在英国地球科学杂志《Nature Geoscience》上刊登为Article。
　在660~1000km的深度，有观测到沉入的板块滞留，从深部上升的预热器突然变得看不见，不过，那个原因到现在为止不明确。此次确定的后石榴石转变压力的温度依赖性随温度由负向正变化，具有其他地幔矿物所没有的特异性质。这种性质妨碍了低温板的进行，促进了高温预应力的上升。由此，上述的板块滞留和弹簧不可见化显示了后石榴石转移引起的可能性。

◆研究者寄语

此次的结果，在辐射光设施长达2天的“单调”的长时间实验中能得到。包括我在内，在场的所有小组成员都应该“已经想睡觉了”，但是观测到随着温度上升而下降的转移压力开始上升的时候，一下子睡意就醒了，一边欢欣雀跃一边大家一起考察了这个不可思议的现象，给我留下了深刻的印象。我对以高压为关键词的研究感兴趣。也非常欢迎共同研究！

石井副教授

■论文信息
论 文 名：Buoyancy of slabs and plumes enhanced by curved post-garnet phase boundary
刊登杂志：Nature geoscience
著 　者：Takayuki Ishii, Daniel J. Frost, Eun Jeong Kim, Artem Chanyshev, Keisuke Nishida, Biao Wang, Rintaro Ban, Jianing Xu, Jin Liu, Xiaowan Su, Yuji Higo, Yoshinori Tange, Ho-kwang Mao, Tomoo Katsura
D O I：10.1038/s41561-023-01244-w
U R L：https://www.nature.com/articles/s41561-023-01244-w

■研究资金
　本研究是在欧洲研究会议（研究资金编号：787527）、德国联邦教育科学研究技术部（研究资金编号：05K16WC2）、德国研究振兴协会（研究资金编号：IS350/1-1）、中国国家自然科学基金委员会（研究资金编号：U1930401、42150104、92158206）的支持下实施的。

＜详细研究内容＞
根据独自开发的高温高压实验技术，阐明地幔中部的特异对流现象～原因是地幔中含有的矿物的相变！～


＜咨询窗口＞
＜研究相关＞
冈山大学　行星物质研究所
副教授　石井贵之
（电话）0858-43-3754
（FAX）0858-43-2184

高辉度光科学研究中心
放射光利用研究基础中心 衍射・散射推进室
主干研究员　肥后祐司
（电话）0791-58-0802（3721）

＜SPring-8/SACLA相关＞
高辉度光科学研究中心
利用推进部　普及信息课
（电话）0791-58-2785
（FAX）0791-58-2786