上部マントル主要構成鉱物の電気伝導度
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概要
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The electrical conductivity of the major upper mantle minerals, namely, olivine, wadsleyite and ringwoodite is reviewed in this paper. There are mainly three electrical conduction mechanisms for the major upper mantle minerals, namely, ionic, hopping and proton conductions. The charge carriers for these mechanisms are electron hole in Fe ion, vacancy in the Mg site and proton, respectively. An electron hole in an Fe ion forms a small polaron, which causes a higher activation energy (1.4-1.6 eV) than mere transfer of electron holes (0.1 eV). Hopping conduction is the most essential conduction mechanisms for the major upper mantle minerals. Ionic conduction is a dominant conduction mechanism only at high temperatures, because ionic conduction has high activation energy (4.3 eV for olivine). Proton conduction could play an important role because the major upper mantle minerals can contain certain amount of water. Proton conduction contributes more at lower temperatures because of its low activation energies (0.5-1.0 eV). If the mantle minerals contain large amount of water (>0.1 wt%), proton conduction can be a dominant conduction mechanism of the mantle minerals even at high temperatures.
- 2009-03-30
著者
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松崎 琢也
高知大学海洋コア総合研究センター
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松崎 琢也
岡山大学地球物質科学研究センター
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Matsuzaki Takuya
Institute For Study Of The Earth's Interior Okayama University
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松崎 琢也
大阪市立大学大学院理学研究科
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桂 智男
岡山大学地球物質科学研究センター
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芳野 極
岡山大学地球物質科学研究センター
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マンティラケ ギート
岡山大学地球物質科学研究センター
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