冈山大学
学习院大学
◆研究要点
- 本研究首次证实，地幔660km不连续面的成因，是石榴石在温压作用下发生原子结构转变的高压相变，并触发连锁反应，并主导了该分界面的形成。
- 石榴石相变会改变660km不连续面周边的矿物组合，能够说明该深度处观测到的地震学构造特征。
- 该研究结果阐明地幔并非由不同岩石简单混合而成，而是成分均匀的橄榄岩（地幔岩）。
冈山大学行星物质研究所石井贵之副教授，联合学习院大学糀谷浩教授、赤荻正树名誉教授等组成的研究团队，通过高温高压实验证实地幔主要矿物石榴石的相变，是660km不连续面形成的主导因素。该成果已于5月25日作为国际期刊《Nature Communications》论文而发表。
地球内部地下约660km处，存在一处地震波速度发生突变的660km不连续面。此前普遍认为，该界面由主要矿物林伍德石发生分解（后尖晶石相转变）所形成，但这一理论无法完整解释观测到的、660km不连续面的复杂且起伏不均的界面结构。本研究关注地幔中含量第二高的矿物石榴石，在更贴合真实地幔环境、林伍德石与石榴石共存的条件下开展实验。结果发现，石榴石率先发生相变，进而诱发林伍德石分解，二者构成联动反应。当把石榴石的影响纳入分析后，无论是低温俯冲带、高温地幔柱，还是常规温度的地幔区域，660km不连续面凹凸起伏的特征都能得到统一、合理的解释。
◆研究者寄语
| 这项成果，是从学生时代就心存疑问、历经15年持续钻研的结果。多年积累终有成果，深感成果来之不易。这些年里，地球深部科学领域发展迅猛，当年被低估的问题，如今已然成为学界重点研究方向。我深刻体会到，科学永远在向前发展，唯有不断积累、勇于探索，才能看见全新的图景，这正是科研工作的意义所在。也希望各位学子与青年研究者珍视自己心中的疑问，哪怕只是微小的困惑，坚持深究下去，都有可能带来颠覆认知的重大发现。 |  石井 副教授 |
■论文信息
论文名：Role of garnet shaping the 660-km seismic discontinuity
刊登：Nature Communications
作者：Takayuki Ishii, Hiroshi Kojitani, Masaki Akaogi
D O I：10.1038/s41467-026-73717-6
U R L：https://www.nature.com/articles/s41467-026-73717-6
＜详细研究内容＞
地球内部660km不连续面由石榴石主导形成
＜联系方式＞
冈山大学 学术研究院前沿研究领域（行星物质研究所）
副教授 石井贵之
（TEL）0858-43-3754（FAX）0858-43-2184
学习院大学 理学部化学科／研究生院自然科学研究科
教授 糀谷浩
（TEL）03-5904-9377（FAX）03-5992-1029