The relationship between the compositions and eruption ages of mare basalt of the Moon

• Project/Area Number: 25870314
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Solid earth and planetary physics; Petrology/Mineralogy/Economic geology
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: Morota Tomokatsu 名古屋大学, 環境学研究科, 助教 (30415898)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2015)
• Budget Amount: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2015: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2014: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2013: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
• Keywords: 月 / 火成活動 / マントル / チタン / マグマ / クレーター年代学

Outline of Final Research Achievements

In order to place constraints on the composition and thermal history of the lunar mantle, in this study, we investigated the relationship between the eruption ages and Ti contents of mare basalts. We found that an increase in Ti content occurred at 2.3 Ga in the Oceanus Procellarum and Mare Imbrium regions, suggesting a possible magma source transition. The eruption ages of mare basalts suggest that a peak of volcanic activity may have occurred from 2.3 to 1.5 Ga. From these results, we propose a hypothesis that a high-Ti hot plume ascending from the core-mantle boundary generated the increase in Ti content and the peak of volcanic activity.

Research Products

• [Journal Article] Global occurrence trend of high-Ca pyroxene on lunar highlands and its implications (2015)
  • Author(s): Yamamoto, S., R. Nakamura, T. Matsunaga, Y. Ogawa, Y. Ishihara, T. Morota, N. Hirata, M. Ohtake, T. Hiroi, Y. Yokota, and J. Haruyama
  • Journal Title: Journal of Geophysical Research (Planet) Volume: 120 Issue: 5 Pages: 831-848
  • DOI: 10.1002/2014je004740
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] クレータサイズ頻度分布から探る月惑星表面の地質進化 (2015)
  • Author(s): 諸田智克, 平田成
  • Journal Title: 遊星人 Volume: 24 Pages: 214-224
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Detectability of hydrous minerals using ONC-T camera onboard the Hayabusa-2 spacecraft. (2015)
  • Author(s): [3]Kameda, S., H. Suzuki, Y. Cho, S. Koga, M. Yamada, T. Nakamura, T. Hiroi, H. Sawada, R. Honda, T. Morota, C. Honda, A. Takei, K. Takamatsu, Y. Okumura, M. Sato, T. Yasuda, K. Shibasaki, S. Ikezawa, S. Sugita
  • Journal Title: Adv. Space Res. Volume: 56 Issue: 7 Pages: 1519-1524
  • DOI: 10.1016/j.asr.2015.06.037
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Featureless spectra on the Moon as evidence of residual lunar primordial crust (2015)
  • Author(s): Yamamoto, S., R. Nakamura, T. Matsunaga, Y. Ogawa, Y. Ishihara, T. Morota, N. Hirata, M. Ohtake, T. Hiroi, Y. Yokota, and J. Haruyama
  • Journal Title: Journal of Geophysical Research (Planet) Volume: 120 Issue: 12 Pages: 2190-2205
  • DOI: 10.1002/2015je004935
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The relative timing of Lunar Magma Ocean solidification and the Late Heavy Bombardment inferred from highly degraded impact basin structures (2015)
  • Author(s): Kamata, S., S. Sugita, Y. Abe, Y. Ishihara, Y. Harada, T. Morota, N. Namiki, T. Iwata, H. Hanada, H. Araki, K. Matsumoto, E.Tajika, K. Kuramoto, and F. Nimmo
  • Journal Title: Icarus Volume: 250 Pages: 492-503
  • DOI: 10.1016/j.icarus.2014.12.025
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] High-precision potassium measurements using laser-induced breakdown spectroscopy under high vacuum conditions for in situ K-Ar dating of planetary surfaces (2015)
  • Author(s): Y. Cho, S. Sugita, S. Kameda, Y. N. Miura, K. Ishibashi, S. Ohno, S. Kamata, T. Arai, T. Morota, N. Namiki, T. Matsui
  • Journal Title: Spectrochimica Acta Part B Volume: 106 Pages: 28-35
  • DOI: 10.1016/j.sab.2015.02.002
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] 火の鳥「はやぶさ」未来編 その８―Morphological observation by ONC and dynamical and collisional evolution of NEAs― (2015)
  • Author(s): 諸田智克, 杉田精司, 澤田弘崇, 本田理恵, 亀田慎吾, 山田学, 本田親寿, 鈴木秀彦, 安藤滉祐
  • Journal Title: 日本惑星科学会誌・遊星人 Volume: 24 Pages: 48-53
  • Open Access
• [Journal Article] An outlook of <i>in-situ</i> geochronology techniques for planetary explorations (2014)
  • Author(s): 長勇一郎, 三浦弥生, 亀田真吾, 岡崎隆司, 諸田智克, 杉田精司
  • Journal Title: Chikyukagaku Volume: 48 Issue: 4 Pages: 231-243
  • DOI: 10.14934/chikyukagaku.48.231
  • NAID: 130005057003
  • ISSN: 0386-4073, 2188-5923
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Lunar Mare volcanism : Lateral heterogeneities in volcanic activity and relationship with crustal atructure (2014)
  • Author(s): Morota, Ishihara, Sasaki, Goossens, Matsumoto, Noda, Araki, Hanada, Tazawa, Kikuchi, Ishikawa, Tsuruta, Kamata, Otake, Haruyama, Ohtake
  • Journal Title: Geol. Soc. London Spec. Pub. Volume: 401(印刷中) Issue: 1 Pages: 127-138
  • DOI: 10.1144/sp401.11
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Quantitative measurement method for impact basin characteristics based on localized spherical harmonics (2014)
  • Author(s): Ishihara. Y., Y. Saruwatari, A. Sawada, T. Morota, and Y. Hiramatsu
  • Journal Title: Icarus Volume: 228 Pages: 315-323
  • DOI: 10.1016/j.icarus.2013.10.018
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Variation of the lunar highland surface roughness at baseline 0.15-100 km and the relationship to relative age (2014)
  • Author(s): Yokota, Y., K. Gwinner, J. Oberst, J. Haruyama, T. Matsunaga, T. Morota, H. Noda, H. Araki, M. Ohtake, S. Yamamoto, P. Gläser, Y. Ishihara, C. Honda, N. Hirata, and H. Demura
  • Journal Title: Geophysical Resarch Letters Volume: 41 Issue: 5 Pages: 1444-1451
  • DOI: 10.1002/2013gl059091
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Lunar mare volcanism: Lateral heterogeneities in eruptional activity and relationship with crustal structure (2014)
  • Author(s): Morota, T., Y. Ishihara, S. Sasaki, S. Goossens, K. Matsumoto, H. Noda, H. Araki, H. Hanada, S. Tazawa, F. Kikuchi, T. Ishikawa, S. Tsuruta, S. Kamata, H. Otake, J. Haruyama, and M. Ohtake
  • Journal Title: GSL Special Publications 401: Volcanism and Tectonism Across the Inner Solar System Volume: 401
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Calibration of NIR 2 of Spectral Profiler onboard Kaguya/SELENE (2014)
  • Author(s): Yamamoto, S., T. Matsunaga, Y. Ogawa, R. Nakamura, Y. Yokota, M. Ohtake, J. Haruyama, T. Morota, C. Honda, T. Hiroi, S. Kodama
  • Journal Title: IEEE Trans. Geosci. Remote Sens. Volume: 未定
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Distribution of ultramafic rock and location of impact melt pool within the South Pole-Aitken basin (2014)
  • Author(s): Ohtake, M., K. Uemoto, Y. Yokota, T. Morota, S. Yamamoto, R. Nakamura, J. Haruyama, T. Iwata, T. Matsunaga, Y. Ishihara
  • Journal Title: Geophysical Resarch Letters Volume: 未定
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] K-Ar法を用いた惑星探査におけるその場年代計測法の開発 (2013)
  • Author(s): 長勇一郎, 三浦弥生, 諸田智克, 杉田精司
  • Journal Title: 日本惑星科学会誌 Volume: 22 Pages: 132-145
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] かぐやスペクトルプロファイラが発見した新しいタイプの月の火山砕屑物 (2013)
  • Author(s): 山本聡, 中村良介, 松永恒雄, 小川佳子, 石原吉明, 諸田智克, 平田成, 大竹真紀子, 廣井孝弘, 横田康弘, 春山純一
  • Journal Title: 日本惑星科学会誌 Volume: 22 Pages: 186-193
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 月の海の玄武岩組成が示唆する月マントルの進化史 (2013)
  • Author(s): 加藤伸祐, 諸田智克, 山口靖, 大嶽久志, 大竹真紀子
  • Journal Title: 日本惑星科学会誌 Volume: 22 Pages: 194-199
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Magma source transition of lunar mare volcanism at 2.3 Ga (2015)
  • Author(s): Kato, S., T. Morota, Y. Yamaguchi, S. Watanabe, H. Otake, M. Ohtake
  • Organizer: 2015 AGU Fall Meeting
  • Place of Presentation: San Francisco
  • Year and Date: 2015-12-12
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 月の新鮮クレータ放出物におけるクレータ年代と風化度の関係 (2015)
  • Author(s): 諸田智克, 加藤麻
  • Organizer: 日本惑星科学会2015年度秋季講演会
  • Place of Presentation: 東京工業大学大岡山キャンパス
  • Year and Date: 2015-10-14
• [Presentation] 月の南極-エイトケン盆地における海の火成活動 (2015)
  • Author(s): 田口雅子, 諸田智克 , 加藤伸祐
  • Organizer: 日本惑星科学会2015年度秋季講演会
  • Place of Presentation: 東京工業大学大岡山キャンパス
  • Year and Date: 2015-10-14
• [Presentation] 月表面におけるボルダーの細粒化とそのタイムスケール (2015)
  • Author(s): 安藤滉祐, 諸田智克
  • Organizer: 日本惑星科学会2015年度秋季講演会
  • Place of Presentation: 東京工業大学大岡山キャンパス
  • Year and Date: 2015-10-14
• [Presentation] Stratigraphy of lunar mare basalts and importance of lunar hole studies (2015)
  • Author(s): Morota, T.
  • Organizer: 30th International Symposium on Space Technology and Science
  • Place of Presentation: Kobe
  • Year and Date: 2015-07-04
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 月惑星表面のクレータ記録からみた天体衝突史 (2015)
  • Author(s): 諸田智克
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2015年大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ
  • Year and Date: 2015-05-24
• [Presentation] 月の最後の海の火成活動と表面地形との関係 (2015)
  • Author(s): 加藤伸祐, 諸田智克, 山口靖, 大嶽久志, 大竹真紀子
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2015年大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ
  • Year and Date: 2015-05-24
• [Presentation] 月形成初期における全球膨張 : 線状重力異常の地形的特徴からの制約 (2015)
  • Author(s): 澤田なつ季, 諸田智克, 加藤伸祐, 石原吉明, 平松良浩
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2015年大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ
  • Year and Date: 2015-05-24
• [Presentation] 月の衝突盆地放出物の厚さ分布 (2014)
  • Author(s): 諸田智克
  • Organizer: 北海道大学低温研究所共同利用研究集会 天体の衝突物理の解明（X）
  • Place of Presentation: 北海道大学
  • Year and Date: 2014-10-23 – 2014-10-25
• [Presentation] クレーターを用いた月の最後の火成活動の噴出量の推定 (2014)
  • Author(s): 加藤伸祐, 諸田智克, 山口靖, 渡邊誠一郎, 大嶽久志, 大竹真紀子
  • Organizer: 北海道大学低温研究所共同利用研究集会 天体の衝突物理の解明（X）
  • Place of Presentation: 北海道大学
  • Year and Date: 2014-10-23 – 2014-10-25
• [Presentation] 衝突クレータによって露出した月初期の貫入岩 (2014)
  • Author(s): 澤田なつ季, 加藤伸祐, 諸田智克, 平松良浩, 石原吉明
  • Organizer: 北海道大学低温研究所共同利用研究集会 天体の衝突物理の解明（X）
  • Place of Presentation: 北海道大学
  • Year and Date: 2014-10-23 – 2014-10-25
• [Presentation] 月の全球膨張過程と火成活動 (2014)
  • Author(s): 澤田なつ季, 加藤伸祐, 諸田智克, 平松良浩, 石原吉明
  • Organizer: 日本惑星科学会2014年度秋季講演会
  • Place of Presentation: 東北大学
  • Year and Date: 2014-09-24 – 2014-09-26
• [Presentation] クレーターを用いた月の最後の火成活動の噴出量の推定 (2014)
  • Author(s): 加藤伸祐, 諸田智克, 山口靖, 渡邊誠一郎, 大嶽久志, 大竹真紀子
  • Organizer: 日本惑星科学会2014年度秋季講演会
  • Place of Presentation: 東北大学
  • Year and Date: 2014-09-24 – 2014-09-26
• [Presentation] 月の衝突盆地の放出物厚モデルにもとづくメガレゴリス厚分布 (2014)
  • Author(s): 諸田智克ほか
  • Organizer: 日本惑星科学会2014年度秋季講演会
  • Place of Presentation: 東北大学
  • Year and Date: 2014-09-24 – 2014-09-26
• [Presentation] 外惑星領域におけるクレータ記録と天体衝突史 (2014)
  • Author(s): 諸田智克
  • Organizer: 北海道大学低温研究所共同利用研究集会衛星系研究会
  • Place of Presentation: 北海道大学
  • Year and Date: 2014-08-28 – 2014-08-29
  • Invited
• [Presentation] 月の線状重力異常の形成過程と熱進化 (2014)
  • Author(s): 澤田なつ季, 諸田智克, 平松良浩, 石原吉明
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2014年大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜
  • Year and Date: 2014-04-28 – 2014-05-02
• [Presentation] 20 億年前に発生したスーパープルームに伴う月面地形の変形 (2014)
  • Author(s): 加藤伸祐, 諸田智克, 山口靖, 渡邊誠一郎, 大嶽久志, 大竹真紀子
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2014年大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜
  • Year and Date: 2014-04-28 – 2014-05-02
• [Presentation] 月惑星表面のクレータ記録からみた後期重爆撃期 (2014)
  • Author(s): 諸田智克
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2014年大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜
  • Year and Date: 2014-04-28 – 2014-05-02
• [Presentation] Ages of farside terrains (2014)
  • Author(s): Morota, T.
  • Organizer: SELENE Symposium 2014
  • Place of Presentation: Mitaka
• [Presentation] Lateral heterogeneities in volcanic activity (2014)
  • Author(s): Morota, T.
  • Organizer: SELENE Symposium 2014
  • Place of Presentation: Mitaka
• [Presentation] 惑星表面のクレータ記録から探る太陽系進化史 (2013)
  • Author(s): 諸田智克
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2013年大会
  • Place of Presentation: 幕張
• [Presentation] その場年代計測装置による月惑星年代学探査 (2013)
  • Author(s): 諸田智克, 杉田精司, 長勇一郎, 三浦弥生, 渡邊誠一郎, 古本宗充, 本田親寿, 杉原孝充, 石原吉明, 大竹真紀子, 唐牛譲, 石橋高, 荒井朋子, 武田弘, 寺田健太郎, 鎌田俊一, 佐伯和人, 小林進悟, 亀田真吾, 吉岡和夫, 岡崎隆司, 並木則行, 小林正規, 大野宗祐, 千秋博紀, 和田浩二, 橘省吾
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2013年大会
  • Place of Presentation: 幕張
• [Presentation] 月の海の玄武岩組成の時空間変化 (2013)
  • Author(s): 加藤伸祐, 諸田智克, 山口靖, 大嶽久志, 大竹真紀子
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2013年大会
  • Place of Presentation: 幕張
• [Presentation] その場年代計測装置による月惑星年代学探査 (2013)
  • Author(s): 諸田智克, 杉田精司, 長勇一郎, 三浦弥生, 渡邊誠一郎, 大竹真紀子, 小林直樹, 唐牛譲, 古本宗充, 本田親寿, 杉原孝充, 石原吉明, 石橋高, 荒井朋子, 武田弘, 寺田健太郎, 鎌田俊一, 佐伯和人, 小林進悟, 國井康晴, 大槻真嗣, 亀田真吾, 吉岡和夫, 岡崎隆司, 並木則行, 小林正規, 大野宗祐, 千秋博紀, 和田浩二, 橘省吾, 田中智, 向井利典
  • Organizer: 第46回月・惑星シンポジウム
  • Place of Presentation: 相模原
• [Presentation] クレータ生成率モデルの修正と月進化史への影響 (2013)
  • Author(s): 諸田智克, 春山純一, 本田親寿, 大竹真紀子, 平田成, 出村裕英, 山本聡, 松永恒雄, 横田康弘, 中村良介, 石原吉明, 渡邊誠一郎, 古本宗充
  • Organizer: 日本惑星科学会秋季大会
  • Place of Presentation: 石垣