冈山大学
高亮度光科学研究中心

◆发表要点

• 在地球的地幔上410km的深度的不连续面上经常能观察到双重的低速层，其成因是个谜。
• 在高压下，将水溶解在构成地幔的硅酸盐物质中，使重球落下，由此决定熔融物的粘性，结果发现粘性异常低。
• 模型计算表明，在上升的地幔对流部分存在含水熔体时，可以再现双重低速层。

冈山大学学术研究院先进研究领域（行星物质研究所）的芳野极教授参加的日英法美的国际性的科学家小组，调查了地球地幔深部存在的谜一样的熔融层的成因。Nature Communications这项研究刊登在杂志（2025年4月4日）上，由高压科学技术尖端研究中心（HPSTAR）和隶属于Univercity Carage伦敦的冈山大学出身的隆让·谢博士主导。从含有地球深部水的硅酸盐熔体的粘性测定被称为“熔体双层”的地球410km中描述的场景，使用下列步骤创建明细表，以便在概念设计中分析体量的周长。冈山大学的高压实验技术SPring-8的强烈辐射光测量高温高压下含水硅酸盐熔体（熔体）的粘性，通过模型计算，解开了地球深部的熔体行为对地幔的动力学和水循环的影响的谜团。我们希望这项研究能够促进对地幔对流和化学演化的理解。

◆研究者寄语

从与在冈山大学行星物质研究所取得博士学位的学生的共同研究中得到了这个成果。SPring-8的高亮度辐射光和行星物质研究所的高压产生技术，可以当场观察地球深部高温高压状态的物质。以研究者为目标的年轻人在减少，和我们一起体验一下令人兴奋心跳加速的体验吧？

芳野教授

■论文信息
论 文 名：Low melt viscosity enables melt doublets above the 410-km discontinuity（日语：低粘性熔体为410km 能够产生不连续面正上方双熔层）
刊登杂志：Nature Communications
著 　者：Longjian Xie, Denis Andrault, Takashi Yoshino（芳野　极）, Cunrui Han, James O. S. Hammond, Fang Xu, Bin Zhao, Oliver T. Lord, Yingwei Fei, Simon Falvard, Sho Kakizawa（柿泽　翔）, Noriyoshi Tsujino（辻野典秀）, Yuji Higo（肥后祐司）, Laura Henry, Nicolas Guignot & David P. Dobson
D O I：10.1038/s41467-025-58518-7
U R L：https://www.nature.com/articles/s41467-025-58518-7

■研究资金
　　本研究，独立行政法人日本学术振兴会（JSPS）「科学研究费补助事业」（基盘S・21H04996研究代表：芳野极）、RCUK grants (NE/X009807, NE/T006617研究代表：David Dobson)的支援实施了。同时，本研究SPring-8课题编号2023A1109, 2024A1175进行调试。钻石密封技术是位于法国索雷尤的普谢，在课题编号20230084、20220220234、20211568和20201203的支持下开发的。所回收样品的层析成像ClerVolc的2024年度访问者计划（课题编号686）的支援被实施了。钻石胶囊的制造，以英国皇家协会的大学研究费洛普（UF150057）的形式被部分支援了。光束时间的实验准备，受到冈山大学行星物质研究所（IPM）的2023年度共同利用·共同研究据点的支援进行。

＜详细研究内容＞
阐明地球地幔神秘熔融层的形成机制


＜咨询＞
冈山大学 学术研究院先进研究领域（行星物资研究所）
教授　芳野　极
（电话）0858-43-3737
（FAX）0858-43-2184

高亮度光科学研究中心 衍射·散射推进室
主干研究員　肥后 祐司
（电话）050-3502-3587

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