加熱脱水炭素質隕石の分光学・物質科学的特徴に基づくＣ型小惑星の形成進化過程の解明

• Project/Area Number: 16J05109
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Geochemistry/Cosmochemistry
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 松岡 萌 東北大学, 理学研究科, 特別研究員(DC2)
• Project Period (FY): 2016-04-22 – 2018-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2017)
• Budget Amount: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000); Fiscal Year 2017: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000); Fiscal Year 2016: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
• Keywords: C型小惑星 / 炭素質隕石 / 反射スペクトル

Outline of Annual Research Achievements

1　加熱脱水した炭素質隕石の物質分析:
採用第1年度に引き続き、母天体において加熱脱水を経験した炭素質隕石および始原的炭素質隕石を用いて透過型電子顕微鏡（TEM/EDS）による微細組織観察および元素組成分析を行った。上記分析のため、2017年6-7月の1ヶ月間、独バイロイト大学を訪問した。この結果、加熱によって隕石中含水層状ケイ酸塩および含水硫化物が脱水・非晶質化し、Feに乏しい無水ケイ酸塩が2次的に生じると共にFeに富む金属微粒子が生成することを明らかにした。
2　加熱脱水した炭素質隕石の分光分析:
採用第1年度に引き続き、加熱脱水炭素質隕石のその場加熱真空フーリエ変換赤外分光（FT-IR）測定を進め、大気中CO2, H2Oおよび試料中吸着水を除去した反射スペクトルを取得した。波長3 μmにおける隕石中含水鉱物起因の水の吸収に関する研究結果は、現在運用中の小惑星探査機はやぶさ2に搭載されている近赤外分光計（NIRS3）により取得されるスペクトルデータの解釈において有用であることから、本研究でFT-IRデータとNIRS3データの比較検討およびNIRS3データ補正手法の提案を行い、英語論文を国際誌へ投稿し受理・掲載された。また2018年9月に1ヶ月間、米ブラウン大学を訪問し習得したスペクトルの定量的解析手法であるMGM法をFT-IRデータに適用することで、反射スペクトル3 μmにおける含水鉱物起因の水の吸収の定量的解析と、可視域と赤外域のスペクトルの統合的解釈から加熱の進行程度とスペクトル変化の相関関係を明らかにした。
1, 2を合わせ、炭素質隕石母天体である含水小惑星において生じる加熱によって、含水鉱物の脱水とアモルファス化が進行し、続いて無水鉱物の晶出とFeに富む金属微粒子が生成するという含水小惑星表層において進行していると考えられる一連の加熱脱水プロセスの理解につなげられた。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] An evaluation method of reflectance spectra to be obtained by Hayabusa2 Near-Infrared Spectrometer (NIRS3) based on laboratory measurements of carbonaceous chondrites (2017)
  • Author(s): Matsuoka Moe、Nakamura Tomoki、Osawa Takahito、Iwata Takahiro、Kitazato Kohei、Abe Masanao、Nakauchi Yusuke、Arai Takehiko、Komatsu Mutsumi、Hiroi Takahiro、Imae Naoya、Yamaguchi Akira、Kojima Hideyasu
  • Journal Title: Earth, Planets and Space Volume: 69 Issue: 1 Pages: 120-120
  • DOI: 10.1186/s40623-017-0705-4
  • NAID: 120006472642
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] NIRS3: the near infrared spectrometer on Hayabusa2 (2017)
  • Author(s): Iwata, T., Kitazato, K., Abe, M., Ohtake, M., Arai, T., Arai, T., Hirata, N., Hiroi, T., Honda, C., Imae, N., Komatsu, M., Matsunaga, T., Matsuoka, M., Matsuura, S., Nakamura, T., Nakato, A., Nakauchi, Y., Osawa, T., Senshu, H., Takagi, Y., Tsumura, K., Takato, N., Watanabe, S., Barucci, M. A., Palomba, E., Ozaki, M.
  • Journal Title: Space Science Reviews Volume: 印刷中 Issue: 1-4 Pages: 317-337
  • DOI: 10.1007/s11214-017-0341-0
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] Gaussian deconvolution of the 3-micron hydration band of carbonaceous chondrites for identifying their parent bodies using a spectrometer in space. (2018)
  • Author(s): Hiroi, T., Ralph E. Milliken, H. Kaiden, S. Sasaki, Matsuoka M., T. Nakamura
  • Organizer: 49th Lunar and Planetary Science Conference
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] VIS-IR reflectance spectroscopy of hydrous carbonaceous chondrites with variable heating and dehydration degrees (2017)
  • Author(s): M. Matsuoka, T. Nakamura, N. Miyajima, N. Imae, A. Yamaguchi, H. Kojima
  • Organizer: Lunar and Planetary Science Conference
  • Place of Presentation: The woodlands, USA
  • Year and Date: 2017-03-23
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Mineralogical, Spectral, and Compositional Changes During Heating of Hydrous Carbonaceous Chondrites (2017)
  • Author(s): T. Nakamura, M. Matsuoka, S. Yamashita, Y. Sato, K. Mogi, Y. Enokido, A. Nakata, S. Okumura, Y. Furukawa, M. Zolensky
  • Organizer: Lunar and Planetary Science Conference
  • Place of Presentation: The woodlands, USA
  • Year and Date: 2017-03-23
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 加熱脱水炭素質隕石の反射スペクトル (2016)
  • Author(s): 松岡萌・中村智樹・今栄直也・山口亮・小島秀康
  • Organizer: 日本鉱物科学会
  • Place of Presentation: 金沢
  • Year and Date: 2016-09-23
• [Presentation] 火星衛星の反射スペクトルに基づく物質推定：含水炭素質隕石の加熱実験生成物との比較 (2016)
  • Author(s): 中村智樹・茂木郁・山下小百合・松岡萌・佐藤勇大・古川善博・奥村聡・中嶋大輔・ロッシュ テッド
  • Organizer: 日本鉱物科学会
  • Place of Presentation: 金沢
  • Year and Date: 2016-09-23