2021 Fiscal Year Annual Research Report
| Project Area | Aqua planetology |
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| Project/Area Number |
17H06456
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
関根 康人 東京工業大学, 地球生命研究所, 教授 (60431897)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
谷 篤史 神戸大学, 人間発達環境学研究科, 准教授 (10335333)
荒川 雅 九州大学, 理学研究院, 助教 (10610264)
野口 直樹 徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(理工学域), 助教 (50621760)
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| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2022-03-31
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| Keywords | 惑星起源・進化 / 惑星探査 / 化学物理 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、火星や氷衛星の表面で起きることが予想される、光に駆動された化学反応や氷の変形流動といった物理化学過程を室内実験により定量化することを目的とする。最終年度では、上記の環境を再現する実験装置群を使った研究の実施が主となる。(1)～(4)の実験についての実験・研究実施を行った。
(1) 光化学／液相反応実験：嫌気状態の氷・水溶液への紫外線・電子線照射実験で得た光酸化反応率を使い、火星表層水での酸化鉄沈殿モデルを構築し、観測データを説明する環境条件を制約した。特に、火星ゲールクレータ湖では、これまで想定されたより深い水深、低い二酸化炭素分圧が必要となることが新たに分かり、火星古気候への大きな波及効果があった。
(2) クラスター反応実験：酸化鉄クラスターと気相メタンとの化学反応により、メタンが効率的に気相から除去される消費率とメタン除去に必要となるクラスター量を求めた。従来のモデルでは説明が困難な火星上でのメタンの出現とその消費に対して、新たな消費メカニズムを提案した。
(3) 氷変形流動実験：低温高圧実験に基づくメタンクラスレートのケージ状態を参考に、高圧下における流動性への示唆を得た。特に、クラスレートが存在する場合の巨大氷衛星の内部進化モデルを提案し、将来の氷衛星探査計画での検証可能性を提案した。
(4) 氷結晶・クラスレート：実験によりクラスレートハイドレート系の基礎熱力学データを取得した。また、分子動力学計算によるクラスレート安定性の評価を行った。氷衛星タイタン表層の大気と地殻との物質交換が、気候状態の変化で描像が大きく変わることを示した。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Concepts for the future exploration of dwarf planet Ceres’ habitability2022
Author(s)
Castillo-Rogez, J., J. Brophy, K. Miller, M. Sori, J. Scully, L. Quick, R. Grimm, M. Zolensky, M. Bland, D. Buczkowski, C. Raymond, A. Hendrix, T. Prettyman, Y. Sekine, T. Titus, D. Williams, P. Backes, L. Barge, A. Ermakov, S. Moreland, K. Zacny
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Journal Title
The Planetary Science Journal
Volume: 3:41
Pages: 1~21
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Presentation] Hydrogen generation through interactions of ferrous saponite with H2S-rich fluids on early Mars: Implications for planetary climate, environmental evolution, and habitability2022
Author(s)
Noda N., Sekine Y., Takahashi Y., Sakuma H., Fukushi K., Kawai T., Nakagawa M., Kitadai N., Johnson-Finn K. & McGlynn S
Organizer
第23回惑星圏研究会、オンライン
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[Presentation] N2-C2H6 Clathrate Substitution and Explosive N2 Degassing as a Possible Formation Mechanism of Small Lakes on Titan2022
Author(s)
Nozaki S., Sekine, Y., Liang, Y., Cui, W., Genda, H., Tsuji, T., Masuda, Y.
Organizer
The 53rd Lunar and Planetary Science Conference. Online (Hybrid)
Int'l Joint Research
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[Presentation] Hydrogen generation through interactions of ferrous saponite with H2S-rich fluids on early Mars: Implications for planetary climate, environmental evolution, and habitability2021
Author(s)
Noda N., Sekine Y., Takahashi Y., Sakuma H., Kawai T., Nakagawa M., Kitadai N., Johnson-Finn K. & McGlynn S
Organizer
AGU Fall Meeting 2021, Online
Int'l Joint Research
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