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プレートダイナミクスに起因する氷天体・系外惑星における水・物質循環モデリング研究

Publicly Offered Research

Project AreaAqua planetology
Project/Area Number 18H04467
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research InstitutionJapan Agency for Marine-Earth Science and Technology

Principal Investigator

中川 貴司  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 数理科学・先端技術研究分野, 主任研究員 (50396941)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2019-03-31
Project Status Discontinued (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2018: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Keywords系外惑星 / 氷天体 / プレートテクトニクス / 水・物質循環 / マントル対流 / 潮汐加熱
Outline of Annual Research Achievements

本研究課題では、2つの研究テーマを軸に、地球以外の天体の内部・表層の理解を試みた.それらは、1.地球型の系外惑星において、プレートテクトニクスが起きているか?また起きているとしたら、どのような内部構造・内部ダイナミクスに伴う表層環境が実現できるか?2.太陽系のおける氷天体(特に木星や土星の衛星)において、画像解析から期待される地殻ダイナミクスについて、その地殻内部のダイナミックな挙動の結果だけで見えているのか?それとも、衛星が持つ惑星を周回する軌道との相互作用によって、表面地形が形成されているのか?である.まず、地球以外の系外惑星において、様々なサイズを持つ惑星が発見されているために、惑星深部ー表層環境変動モデルの惑星サイズ依存性を調べることで、第一の目的を達成を試みた.その結果として、惑星のサイズが多くなると、プレートテクトニクスが起きにくくなり、それに伴い表層に海洋が存在する場合には、海洋が惑星深部に持ち込みにくくなる結果が得られた.つまり、地球よりも大きな岩石惑星の深部は、水や炭素などの揮発性元素に枯渇した惑星である可能性を示唆することができた.次に、氷天体における表面地形形成について、特に土星の衛星のエンセラダスに着目すると、氷地殻内部で発生しうる熱対流運動と氷天体が惑星の周囲を周回する軌道の結果として生じる潮汐加熱だけで、エンセラダスにおいて、特徴的な南極付近の活発な地殻ダイナミクスを説明することは困難であることがわかった.そのようなダイナミクスを引き起こす原因としては、初期集積過程において、岩石コアの内部構造に南北非対称性がないといけないことがわかった.

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(1 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2018

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] On the evolution of the water ocean in the plate-mantle system2018

    • Author(s)
      Nakagawa Takashi、Iwamori Hikaru、Yanagi Ryunosuke、Nakao Atsushi
    • Journal Title

      Progress in Earth and Planetary Science

      Volume: 5 Issue: 1 Pages: 1-16

    • DOI

      10.1186/s40645-018-0209-2

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] On magnetic and climate evolution of Earth-like planets2018

    • Author(s)
      Takashi Nakagawa, Shintaro Kadoya, and Eiichi Tajika
    • Organizer
      Japan Geoscience Union 2018 Meeting
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] プレートーマントルダイナミクス系における海洋の寿命の惑星サイズ依存性:系外岩石惑星への適用2018

    • Author(s)
      中川 貴司
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2018大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Global-scale water-carbon cycle in mantle dynamics and its implication to climate evolution2018

    • Author(s)
      Takashi Nakagawa, Shintaro Kadoya, and Eiichi Tajika
    • Organizer
      International symposium on Study of Earth's deep interior
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Global-scale water-carbon cycle in mantle dynamics and its implication to climate evolutionbal2018

    • Author(s)
      Takashi Nakagawa, Shintaro Kadoya, and Eiichi Tajika
    • Organizer
      Gordon Research Conference on Deep Carbon Sciences
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2018-04-23   Modified: 2019-12-27  

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