• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

Defect-hydrogen interactions in minerals under solar wind irradiation and the evolution of celestial surface materials

Research Project

Project/Area Number 20K14537
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 17010:Space and planetary sciences-related
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

Igami Yohei  京都大学, 理学研究科, 助教 (30816020)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2021: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Keywords宇宙風化 / 水素 / 格子欠陥 / 電子顕微鏡 / 電子分光 / 電子回折 / イオン照射損傷
Outline of Research at the Start

月や小惑星表層で観測される水の主要な起源プロセスとして、太陽風として降り注ぐ水素イオンと鉱物中の酸素との結合が提案されている。しかし、通常は鉱物に固溶しがたい水素がなぜ・どこで・どのように留まり水生成に至るのか、明確な説明はなされていない。本研究では、太陽風による何らかの照射欠陥が水生成の活性サイトとなる可能性に着目し、鉱物への水素イオン照射実験と透過型電子顕微鏡・関連分光分析を実施する。ナノ領域に潜む水素・欠陥の両者の検出を実現することで、水生成を促進する格子欠陥の存在を明らかにする。また、それらの形成過程を解明し、天体表層おける水の生成量や速度の議論に新たな定量的指針を与える。

Outline of Final Research Achievements

In this project, an integrated analytical environment was established using transmission electron microscopy and related spectroscopic/diffractometric techniques, with the aim of investigating both defect structures within minerals and their chemical interaction with hydrogen. Using this analytical method, the combined processes of structural modification and H2O formation in experimentally hydrogen-ion irradiated samples were microscopically demonstrated. The above results are directly applicable to future return sample analyses.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

月や小惑星表層で太陽風の水素と鉱物中の酸素との結合による水生成プロセスが提案されてきたが、鉱物の照射損傷過程も含めた原子レベルでの水素の蓄積・反応・水生成過程についてはよく分かっていなかった。本研究では模擬試料の電子線位置分解回折・分光に基づき、これを初めて顕微的観点からの説明を与えた。また、本研究で構築した分析技術基盤は今後のリターンサンプル分析・解析に直接的に適用可能な水準に達し、今後広く活用されていくことが期待される。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2023 2022 2021 2020

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (8 results) (of which Invited: 2 results)

  • [Journal Article] A dehydrated space-weathered skin cloaking the hydrated interior of Ryugu2022

    • Author(s)
      Noguchi Takaaki、Matsumoto Toru、Miyake Akira、Igami Yohei、Haruta Mitsutaka、Saito Hikaru、Hata Satoshi、Seto Yusuke、Miyahara Masaaki、Tomioka Naotaka ... Yabuta Hikaru ... et al.
    • Journal Title

      Nature Astronomy

      Volume: 7 Pages: 170-170

    • DOI

      10.1038/s41550-022-01841-6

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Structural and chemical modifications of oxides and OH generation by space weathering: Electron microscopic/spectroscopic study of hydrogen-ion-irradiated Al2O32021

    • Author(s)
      Igami Yohei、Muto Shunsuke、Takigawa Aki、Ohtsuka Masahiro、Miyake Akira、Suzuki Kohtaku、Yasuda Keisuke、Tsuchiyama Akira
    • Journal Title

      Geochimica et Cosmochimica Acta

      Volume: 315 Pages: 61-72

    • DOI

      10.1016/j.gca.2021.09.031

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 地球惑星物質の局所変形評価に向けた電子回折イメージング2023

    • Author(s)
      伊神 洋平、三宅 亮
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2023年大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 電子回折イメージングによる鉱物の局所歪計測と応力下その場観察への応用2022

    • Author(s)
      伊神洋平、三宅亮、野村龍一
    • Organizer
      日本鉱物科学会2022年年会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 小惑星リュウグウ試料における無水鉱物の宇宙風化と粒子表面の凝縮層の観察2022

    • Author(s)
      松本 徹、野口 高明、三宅 亮、伊神 洋平、治田 充貴、斉藤 光、波多 聰、瀬戸 雄介、宮原 正明、富岡 尚敬、圦本 尚義、中村 智樹、薮田 ひかる、奈良岡 浩、岡崎 隆司
    • Organizer
      日本鉱物科学会2022年年会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] C型小惑星リュグウから回収された試料の鉱物学的特徴と宇宙風化2022

    • Author(s)
      野口高明、松本徹、三宅亮、伊神洋平、ほか
    • Organizer
      Japan Geoscience Union Meeting 2022
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] C型小惑星リュウグウ試料に含まれる無水鉱物の宇宙風化組織2022

    • Author(s)
      松本徹、野口高明、三宅亮、伊神洋平、ほか
    • Organizer
      Japan Geoscience Union Meeting 2022
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] ナノ電子プローブによる鉱物の局所歪み計測2021

    • Author(s)
      伊神洋平、三宅亮
    • Organizer
      Japan Geoscience Union Meeting 2021
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 宇宙風化の理解に向けた水素/ヘリウムイオン照射アルミナの分析2020

    • Author(s)
      伊神洋平、武藤俊介、大塚真弘、瀧川晶、三宅亮
    • Organizer
      日本顕微鏡学会第76回学術講演会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] Electron nanoprobe analysis of H2+/He+-irradiated alumina to understand the space weathering process2020

    • Author(s)
      伊神洋平、武藤俊介、大塚真弘、瀧川晶、三宅亮
    • Organizer
      JpGU - AGU Joint Meeting 2020
    • Related Report
      2020 Research-status Report

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi