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J-GLOBAL ID：201502217420899237   整理番号：15A1400467

岩石中の過酸化欠陥と正孔についてのパラドックス,第1部:温度の影響

Paradox of peroxy defects and positive holes in rocks. Part I: Effect of temperature

著者 (4件)： FREUND Friedemann T. (NASA Ames Res. Center, MS 245-4, Moffett Field, CA 94035-1000, USA) ,  FREUND Friedemann T. (Dep. of Physics, San Jose State Univ., USA) ,  FREUND Friedemann T. (SETI Inst., USA) ,  FREUND Minoru M. (NASA Ames Res. Center, Center for Nanotechnology and Advanced Space Materials, Moffett Field, CA 94035-1000, USA)
資料名： Journal of Asian Earth Sciences  (Journal of Asian Earth Sciences)
巻： 114  号： P2  ページ： 373-383  発行年： 2015年12月15日 
JST資料番号： E0267C  ISSN： 1367-9120  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： イギリス (GBR)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： ほとんどの非地震性,非測地性地震先行現象は,高度移動性の電荷を放出する岩石中の過酸化欠陥の応力活性化によって制御されると考えられている。火成岩や高度変成岩鉱物の遍在にもかかわらず,過酸化欠陥は広く過去に見過ごされてきた。注目する電荷キャリアは正孔であり,O^2-のマトリックス中のO^-と化学的に等価であり,物理的にはO^2-副格子内の電子欠損であり,移動性が高く,高速で遠方に伝播することができる。O^-は,O^2-に対して相対的に酸化されている。このようなO^-は,地球の地殻内の深部から来る鉱物や岩石中に存在することが想定されておらず,そこの環境では,圧倒的に削減されている。O^-の存在は,熱力学と矛盾するように見える。しかし,競合は発生しない。過酸化欠陥がどのように共通の造岩鉱物に導入されたか,どのような温度範囲を超えてそれらが正孔を放出したか,そしてこれは地震前兆現象にどのように関係しているかを理解するために,筆者らは結晶学における過酸化欠陥及び十分に組成が特徴付けられたモデルシステムを見た。モデルでは,名目上高純度のMgO単結晶は,高度還元条件下で溶融物から成長した。結晶化の間に酸化マグネシウム結晶は,酸化マグネシウムマトリックス中のH₂Oの痕跡の溶解を通じてOH^-を組み込み,固溶体(ss)Mg_1-δ(OH)_2δO_1-2δへと導いた。ここで,δ<<1である。冷却中,ssは熱力学的平衡を離れ,準安定過飽和固溶体(sss)へと転じる。赤外線(IR)分光分析を使用して,更なる冷却中にMg²⁺の欠損部位でのOH^-ペアは,その電子を並べ替え,酸化還元変換を受け,分子H₂をプラスした過酸化アニオン,O₂^2-へと導くことが示された。拡散移動性を有し,H₂分子は,Mg²⁺空孔部位を離れ,カチオン欠損Mg_1-δOを残す。再加熱時には,しかし,sssの範囲内でO₂^2-は正孔電荷キャリアを放出しながら解体し,それは,電気伝導度の動作に深く影響を与える。苦鉄質岩及び超苦鉄質岩では,電気伝導度の同様の変化は,タイプO₃Si-OO-SIO₃の過酸化欠陥が解体する温度範囲で観察される。それらは,電気伝導度の応答を制御する正孔を放出する。これらの過程を解読することは,地温勾配に沿った正孔の応力活性化を理解するのに役立つ。Copyright 2015 Elsevier B.V., Amsterdam. All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.

シソーラス用語： 欠陥 ,  正孔 ,  *地震先行現象 ,  電荷 ,  火成岩 ,  変成岩 ,  モデル ,  酸化マグネシウム ,  酸化還元反応 ,  電気伝導率 ,  温度依存性 ,  *岩石物性 ,  応力

分類 (1件)： 地球内部物理学一般  (DC03010P)

タイトルに関連する用語 (6件)： 岩石 ,  過酸化 ,  欠陥 ,  正孔 ,  パラドックス ,  1部