發現俯衝至地球深部的海底岩石：結合實驗、理論計算與地震觀測，證實板塊已抵達地核附近

本內容為明治大學、高輝度光科學研究中心、東京大學以及岡山大學的共同研究成果新聞稿。

2026（令和8）年 6月 13日 國立大學法人岡山大學

https://www.okayama-u.ac.jp/

◆ 概要

由明治大學理工學部新名良介准教授、米谷珠萌同大學院生（當時）、高輝度光科學研究中心（JASRI）河口沙織主幹研究員（當時，現為京都大學特定准教授）、東京大學大學院理學系研究科河合研志准教授、佐藤嶺同大學院生（當時）、大鶴啟介同大學院生（當時）、物質材料研究機構（NIMS）佐久間博主幹研究員、末原茂主幹研究員，以及岡山大學（行星物質研究所）石井貴之准教授組成的研究團隊，透過結合模擬地球深部的實驗、原子尺度的理論計算與地震波觀測，取得了新證據，證實隨海洋板塊俯衝入地球內部的岩石，可能已經到達深約2900公里的「地核—地函邊界」附近。

在地球表面，海洋板塊從海溝俯衝入地球內部。過去人們認為，來自俯衝板塊的岩石歷經數億年的漫長時間被運送至地函深處。然而，要直接證實這些岩石是否真的到達了接近地球中心的地核—地函邊界，至今並非易事。

本次研究的關鍵，是俯衝海洋地殼中大量含有的二氧化矽（SiO2）。SiO2 在地球深部的極高壓和高溫下會改變其結晶構造，在地函最深部會轉變為被稱為「seifertite（扎伊費爾石）」的高密度構造。這種轉變對地震波的傳播方式具有特徵性影響，因此成為尋找俯衝至地球深部岩石的「標記」。

在本研究中，研究團隊首先透過高溫高壓實驗以及在大型同步輻射設施 SPring-8 進行的量子光束測定，精確測定了 SiO2 在何種壓力和溫度下會轉變為 seifertite。接著，利用原子尺度的量子理論計算，驗證了實驗結果的妥當性，以及過去成為問題的準穩定相的影響。此外，團隊解析了龐大的地震波形數據，並與中美洲及夏威夷下方的地震波速度構造進行比對，證實了在實驗室中獲得的礦物相變與在實際地球深部觀測到的地震波速度異常相對應。

本研究獲得 JSPS 科研費（案號 19H01989, 23H01277, JP23K25970, JP24K07171, JP23KJ0651, 23K19067, 24K00735, 24KJ2052）的資助，研究成果已發表於英國 Nature 旗下的《Scientific Reports》學術期刊。

本案於2026年6月10日公開。

◆ 論文資訊 期刊名稱：Scientific Reports 論文標題：Cold SiO2-rich slabs reaching the CMB revealed by the seifertite phase boundary 作者：Sinmyo R., Kawaguchi SI., Sato R., Otsuru, K., Kawai K., Sakuma H., Suehara S., Ishii T., Maitani S. 研究機構：明治大學、高輝度光科學研究中心、東京大學、物質材料研究機構、岡山大學 等 研究內容：利用 SPring-8 高速 X 光繞射實驗與理論計算測定了 SiO2 的 seifertite 相邊界，並透過與地震波速度構造的比對，顯示來自俯衝海洋板塊且富含 SiO2 的岩石有可能已到達地核—地函邊界附近。 DOI：https://doi.org/10.1038/s41598-026-54731-6 公開日期：日本時間 2026年5月30日（六）

◆ 詳細內容請參閱 發現俯衝至地球深部的海底岩石：結合實驗、理論計算與地震觀測，證實板塊已抵達地核附近

https://www.okayama-u.ac.jp/up_load_files/press_r8/press20260610-1.pdf

◆ 本案聯絡窗口

＜研究內容及論文相關事宜＞ 明治大學 理工學部 物理學科 新名良介

京都大學 成長戰略本部 水素能源材料、次世代電池研究開發單元 (OI-HAB) 河口沙織

東京大學 大學員理學系研究科 地球行星科學專攻 河合研志

岡山大學 學術研究院先進研究領域（行星物質研究所） 石井貴之

＜採訪及其他事宜＞ 明治大學 經營企劃部 公關課 電話：03-3296-4