TSUBOKAWA YUMIKO
Organization
Faculty of Science Department of Earth and Planetary Sciences Assistant Professor
School of Sciences Department of Earth and Planetary Sciences（Concurrent）
Graduate School of Sciences Department of Earth and Planetary Sciences（Concurrent）
Title
Assistant Professor
Profile
プレートテクトニクスは地球内部の物質循環や熱の輸送を支配する基本的なプロセスですが、冷たい海洋プレートが沈み込み帯で変形しマントル深部へと戻っていくためには、海洋プレートの強度を著しく下げるためのメカニズムが必要です。実験室内で地球深部の高温高圧条件を再現し、プレート岩石の強度を評価することで、地球内部のダイナミックな現象の背景に存在する鉱物やその粒径が果たす役割について明らかにすることを目指しています。
External link
Research Areas
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Natural Science / Solid earth sciences
Degree
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Doctor of Philosophy
Research History
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Ehime University 地球深部ダイナミクス研究センター Academic Researcher 日本学術振興会 特別研究員-PD
2018.4 - 2020.3
Education
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Yokohama National University 環境情報学府 環境生命学専攻
2015.4 - 2018.3
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Yokohama National University 環境情報学府 環境生命学専攻
2013.4 - 2015.3
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Yokohama National University 教育人間科学部 地球環境課程
2009.4 - 2013.3
Research Interests・Research Keywords
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Research theme： Deformation and phase transition of orthoenstatite under the conditions of subducting slab
Keyword： Orthopyroxene, High-pressure clinopyroxene, akimotoite, phase transition
Research period： 2022.4
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Research theme： Rheological properties of orthopyroxene under the upper mantle conditions
Keyword： Orthopyroxene, Deformation experiments, High pressure and temperature, Rheology
Research period： 2018.4
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Research theme： Sintering of fine-grained polycrystalline clinopyroxene and polycrystalline olivine and their grain growth behaviors
Keyword： Sintering, Clinopyroxene, Olivine, Fine-grained aggregates, Grain growth
Research period： 2013.4
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Research theme： Petrologic study of high-grade metamorphic rocks from Sør Rondane Mountains, East Antarctica
Keyword： East Antarctica, Sør Rondane Mountains, high-grade metamorphic rocks, metamorphic petrology
Research period： 2011.6
Awards
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JMPS学生論文賞（第8回）
2019.9 日本鉱物科学会
Papers
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Sintering polycrystalline olivine and polycrystalline clinopyroxene containing trace amount of graphite from natural crystals Reviewed International journal
@Yumiko Tsubokawa, @Masahiro Ishikawa
EARTH PLANETS AND SPACE 69 2017.9
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Sintering nanocrystalline diopside from pulverized diopside crystals Reviewed International journal
@Yumiko Tsubokawa, @Masahiro Ishikawa
JOURNAL OF MINERALOGICAL AND PETROLOGICAL SCIENCES 112 ( 3 ) 127 - 131 2017.6
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Pressure-temperature-time path of a metapelite from Mefjell, Sør Rondane Mountains, East Antarctica Invited Reviewed International journal
@Yumiko Tsubokawa, @Masahiro Ishikawa, @Tetsuo Kawakami, @Tomokazu Hokada, @m. Satish-Kumar, @Noriyoshi Tsuchiya, @Geoffrey H. Grantham
Journal of Mineralogical and Petrological Sciences 112 ( 2 ) 77 - 87 2017.4
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Rheology of Hexagonal Close-Packed (hcp) Iron
Nishihara, Y; Doi, S; Tsujino, N; Yamazaki, D; Matsukage, KN; Tsubokawa, Y; Yoshino, T; Thomson, AR; Higo, Y; Tange, Y
JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH-SOLID EARTH 128 ( 6 ) 2023.6 （ ISSN:2169-9313 eISSN:2169-9356 ）
Presentations
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Deformation experiments on orthoenstatite aggregate at upper mantle pressures and temperatures under hydrous conditions International conference
Yumiko Tsubokawa, Ohuchi Tomohiro, Yuji Higo, Yoshinori Tange, Tetsuo Irifune
EGU General Assembly 2025 2025.5 European Geosciences Union
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Uniaxial deformation and transformation of high-pressure clinoenstatite under mantle transition zone condition
@Y. Tsubokawa, @T. Kubo, @Y. Higo, @Y. Tange, @Y. Nishihara, #R. Honda
日本地球惑星科学連合 2022年大会 2022.6
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上部マントル条件下における含水斜方輝石の変形実験
@坪川祐美子、@大内智博、@久保友明、@肥後祐司、@丹下慶範、@入舩徹男
第61回高圧討論会 2020.12
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Rheology of dry orthoenstatite deformed in the D-DIA under upper mantle conditions International conference
@Y. Tsubokawa, @T. Ohuchi, @Y. Higo, @Y. Tange, @T. Irifune
AGU Fall Meeting 2019 2019.12
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高温高圧下における無水斜方輝石の転位クリープ
@坪川祐美子、@大内智博、@肥後祐司、@丹下慶範、@入舩徹男
日本鉱物科学会 2019年年会 2019.9
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Dislocation creep of dry orthoenstatite aggregates under high P-T conditions
@坪川祐美子、@大内智博、@肥後祐司、@丹下慶範、@入舩徹男
日本地球惑星科学連合 2019年大会 2019.5
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上部マントル条件下における斜方輝石の変形実験
@坪川祐美子、@大内智博、@肥後祐司、@丹下慶範、@入舩徹男
第59回高圧討論会 2018.10
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Ultrasonic velocity measurements of plycrystalline clinopyroxene under high P-T conditions
@坪川祐美子、@石川正弘
日本地球惑星科学連合 2018年大会 2018.5
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Sintering mantle mineral aggregates with submicron grains: examples of olivine and clinopyroxene International conference
@Y. Tsubokawa, @M. Ishikawa
AGU Fall Meeting 2017 2017.12
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かんらん石細粒多結晶体の焼結
@坪川祐美子、@石川正弘
日本地球惑星科学連合 2017年大会 2017.5
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Sintering nano-polycrystalline clinopyroxene International conference
@Y. Tsubokawa, @M. Ishikawa
AGU Fall Meeting 2016 2016.12
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単斜輝石ナノ多結晶体の焼結実験
@坪川祐美子、@石川正弘
日本鉱物科学会 2016年年会 2016.9
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単斜輝石多結晶体の焼結
@坪川祐美子、@石川正弘
日本地球惑星科学連合 2016年大会 2016.5
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天然鉱物を用いた透輝石多結晶体の粒成⻑実験
@坪川祐美子、@石川正弘
日本地質学会 第122年学術大会 2015.9
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焼結したディオプサイド細粒多結晶体の粒成⻑
@坪川祐美子、@石川正弘
日本地球惑星科学連合 2015年大会 2015.5
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ディオプサイドの細粒多結晶体の焼結
@坪川祐美子、@石川正弘
日本鉱物科学会 2014年年会 2014.9
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東南極セール・ロンダーネ山地，メーフィエル地域に産する泥質変成岩のザクロ石の正累帯構造
@坪川祐美子、@石川正弘、@市來孝志、@河上哲生、@サティシュ-クマール、@土屋範芳、@ジェフ・グランサム
日本地球惑星科学連合 2014年大会 2014.4
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南極セール・ロンダーネ山地中央部および⻄部の温度圧力構造
@坪川祐美子、@石川正弘、@河上哲生、@サティシュ-クマール、@ジェフ・グランサム、@土屋範芳
日本鉱物科学会 2013年年会 2013.9
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坪川 祐美子
第11回愛媛大学先進超高圧科学研究拠点(PRIUS)シンポジウム 2025.2 愛媛大学PRIUSシンポジウム実行委員会
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沈み込むスラブ内条件下における高圧型単斜エンスタタイトの変形実験
＠坪川祐美子、＠久保友明、＠丹下慶範、＠肥後祐司
第62回高圧討論会 2021.10
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高温高圧下における単斜輝石細粒多結晶体の弾性特性
@坪川祐美子、＠石川正弘
日本地球惑星科学連合 2021年大会 2021.6
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Deformation of dry orthoenstatite under high P-T conditions and its implication for the variation in strength of oceanic plates
@坪川祐美子、@大内智博、@肥後祐司、@丹下慶範、@入舩徹男
日本地球惑星科学連合 2020年大会 2020.7
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カンラン石ナノ多結晶体の焼結
@坪川祐美子、@石川正弘
日本鉱物科学会 2017年年会 2017.9
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単斜輝石ナノ多結晶体の焼結
@坪川祐美子、@石川正弘
日本地質学会 第123年学術大会 2016.9
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天然鉱物を用いたディオプサイド多結晶体の粒成⻑実験
@坪川祐美子、@石川正弘
日本鉱物科学会 2015年年会 2015.9
Professional Memberships
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2025.1 - Present
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Japan Geoscience Union
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Japan Association of Mineralogical Sciences
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The Geological Society of Japan
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The Japan Society of High Pressure Science and Technology
Research Projects
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マントル遷移層スラブの脱水脆性化と加水軟化に関する実験的研究
Grant number：24H00274 2024.4 - 2028.3
Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
久保 友明, 本田 陸人, 辻野 典秀, 富岡 尚敬, 坪川 祐美子
Grant type：Scientific research funding
地球マントル対流を理解する鍵となるマントル遷移層に沈み込む海洋プレート(遷移層スラブ)の力学挙動には、深発地震発生と冷たいスラブの軟化という2つの未解決問題があり、そこには水と相転移が深く関わっている。本研究では水が関与する重要プロセス(脱水脆性化と加水軟化)に焦点をあて、次世代放射光による変形-反応その場観察手法とFIB-TEMによる極微小領域観察技術を駆使した実験研究を行う。これまで取り組んできた相転移が関与する重要プロセス(相転移断層形成と超塑性流動)とあわせて、遷移層で観測される多様なスラブ形状と深発地震分布を、水と相転移の両面から物質科学的に解明することを目指す。
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結晶粒ダイナミクスのその場観察：PT型マントル対流における岩石流動研究の新展開
Grant number：22K18282 2022 - 2025
Japan Society for the Promotion of Science Grants-in-Aid for Scientific Research Challenging Research(Pioneering)
久保 友明, 肥後 祐司, 坪川 祐美子
Authorship：Coinvestigator(s) Grant type：Scientific research funding
地球独自で駆動するプレートテクトニクス型マントル対流を理解するうえで、高圧相転移が支配する岩石の粒径進化と塑性流動のカップリングは極めて重要なプロセスであるが、大部分の岩石は実際に入手できないためその解明は非常に困難である。本挑戦的研究では粒径進化を支配するカイネティクスの正確な理解に焦点をあて、材料科学の新規手法と最新の高圧変形実験技術、次世代放射光技術といった異分野を融合し、地球深部に相当する高圧変形場でX線の回折斑点を使って個々の結晶粒の動的挙動を追跡する新たな実験手法を開発する。
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スラブ深部における準安定エンスタタイトの相転移と流動強度変化に関する実験的研究
Grant number：22K14125 2022 - 2024
Japan Society for the Promotion of Science Grants-in-Aid for Scientific Research Early-Career Scientists
坪川 祐美子
Authorship：Principal investigator Grant type：Scientific research funding
本研究ではプレートで２番目に主要なMg-rich Low Ca輝石（エンスタタイト）に着目し、深さ約410-660 kmに相当する沈み込むスラブ深部条件下においてエンスタタイトの圧力誘起相転移を伴うその場観察変形実験を行う。周囲のマントルと比べ低温のスラブ内では、エンスタタイトは相平衡に従わずマントル遷移層まで残留し、圧力の増加に伴う相転移によりスラブ深部の流動強度を大きく変化させる可能性がある。そこで本研究では沈み込むスラブ中に残留するエンスタタイトが相転移することで及ぼす、スラブ深部の流動強度変化について実験的に明らかにすることを目指す。
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Grant number：19K14816 2019 - 2022
Japan Society for the Promotion of Science Grants-in-Aid for Scientific Research Early-Career Scientists
TSUBOKAWA YUMIKO
Authorship：Principal investigator Grant type：Scientific research funding
To explain weakening mechanism of subducting oceanic lithosphere in the Earth, high-pressure and high-temperature deformation experiments of orthopyroxene, which is the second dominant mineral in the oceanic lithosphere, were conducted. Recrystallization and localized deformation of orthopyroxene was occurred with recrystallized grain size of ~1 micron. Based on the relationship between recrystallized grain size and stress of orthopyroxene, grain size reduction by recrystallization would induce the transition of the dominant creep mechanism from dislocation creep to grain-size sensitive creep of orthopyroxene and would thus result in weakening.
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Grant number：18H05232 2018 - 2022
Japan Society for the Promotion of Science Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
Kubo Tomoaki
Authorship：Coinvestigator(s) Grant type：Scientific research funding
Reaction-deformation coupling in deep rocks are potentially important processes to understand the plate-tectonic mantle convection in the Earth. We developed high-pressure deformation techniques with D-DIA and D-111 type multi-anvil devices, which enables us to conduct in-situ observations of the coupling processes up to lower mantle pressures combined with synchrotron radiation at PF-AR NE7A and SPring-8 BL04B1 beamlines. Based on these techniques, we clarified the processes of the reaction-induced shear instability and rheological weakening associated with the olivine-spinel and the post-spinel transformations. We also found that the two-stage post-spinel transformation and the post-garnet transformation have important roles on the slab rheology. These findings give a new perspective on deep slab dynamics including deep earthquakes, slab stagnation, and MORB segregation around the upper and lower mantle boundary.
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スラブ深部における相転移誘起の超塑性と深発地震：その場観察高圧変形実験による解明
2018 - 2020
Japan Society for the Promotion of Science Research Fellowships for Young Scientists
Authorship：Principal investigator Grant type：Joint research
Educational Activities
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高圧変形実験による地球深部物性の解明に関連したテーマについて、ゼミや実験などを通して学部学生・大学院生の研究活動の指導を行っています。
Class subject
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地球惑星科学実験Ⅲ
2024.10 - 2025.3 Second semester
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物質科学演習
2024.6 - 2024.8 Summer quarter
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鉱物物性科学
2024.4 - 2024.9 First semester
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地球惑星科学ⅠA
2024.4 - 2024.6 Spring quarter
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地球惑星科学実験Ⅲ
2023.10 - 2024.3 Second semester
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物質科学演習
2023.6 - 2023.8 Summer quarter
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鉱物物性科学
2023.4 - 2023.9 First semester
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地球惑星科学ⅠA
2023.4 - 2023.6 Spring quarter
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基礎科学実習
2022.12 - 2023.2 Winter quarter
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地球惑星科学ⅡB
2022.12 - 2023.2 Winter quarter
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鉱物物性科学
2022.10 - 2023.3 Second semester
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地球惑星科学実験Ⅲ
2022.10 - 2023.3 Second semester
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物質科学演習
2022.6 - 2022.8 Summer quarter
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地球惑星科学ⅡB
2021.12 - 2022.2 Winter quarter
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基礎科学実習（地学）
2021.12 - 2022.2 Winter quarter
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鉱物物性科学
2021.10 - 2022.3 Second semester
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鉱物物性科学
2021.10 - 2022.3 Second semester
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国際科学特論Ⅵ
2021.10 - 2022.3 Second semester
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地球惑星科学II
2020.10 - 2021.3 Second semester