コアに吸収された大気圏形成主要元素定量の試み-地球表層環境を決定した大イベント

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14702016
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 橋爪 光 大阪大学, 大学院・理学研究科, 助手 (90252577)
• Keywords: 金属鉄コア / 珪酸塩メルト / 分配実験 / 水素 / 炭素 / 窒素

Research Abstract

本研究では珪酸塩-金属鉄間のこれら3元素の分配実験を行うことによって大気形成元素の親鉄性を実証し、地球表層における大気形成主要元素(水素・炭素・窒素)の存在量がいかにして決まったのかを考察する。実験は3段階-(A)高温高圧分配実験(B)走査電子顕微鏡(SEM)と2次イオン質量分析計(SIMS)による試料の微小領域観察(C)ガスクロマトグラフ質量分析計(GCMS)による水素・炭素・窒素の定量分析-からなる。本年度の進捗状況は以下の通りである。
(A)昨年度行った高温高圧分配実験により回収された珪酸塩ガラス及び金属鉄13セット中に含まれる炭素・水素の2次イオン質量分析計による分析を完了させた。2次イオン質量分析においては、セシウム一次イオンを試料に照射し、C,Hを含む,2次イオンを金属あるいは珪酸塩ガラスの主要構成元素(例えばNi,SiやOなど)の2次イオンと共に分析し、そのイオン強度比をC,H濃度が既知の試料と比較することにより濃度を算出する手続きをすすめた。炭素はこの分析から、3GPa,約1600℃の元で平衡分配値(金属中濃度/珪酸塩中濃度)約30という値が得られた。水素は金属中に既知の量の水素を含む標準試料が存在しないため、回収された試料中に水素が均質に含まれているという定性的な結論は得たが、最終的な分配値の導出はGCMSによる分析(以下の(C)の作業)の完了を待たなければならない。
(B)窒素は金属試料、珪酸塩試料双方の窒素を真空中で抽出し気体用高感度質量分析計で分析することにより約60という平衡分配値を得た。
(C)水素及び炭素の精密定量を進めるため、窒素を抽出した真空ラインに改造を施し、水素(水)及び炭素(二酸化炭素)を回収し、これらの定量を行うために昨年度購入したGCMSに導入するための導入ラインを完成させた。現在、このラインの試験運転を実施している。

Research Products

• [Publications] Marty B., Hashizume K., Chaussidon, M., Wieler R.: "Nitrogen isotopes on the Moon : archives of the solar and planetary contributions to the inner solar system."Space Science Reviews. 106. 175-196 (2003)
• [Publications] Hashizume K., Marty B.: "Nitrogen isotopic analyses at the sub-picomole level using an ultra-low blank laser extraction technique"In"Handbook of stable isotope analytical techniques". (印刷中). (2004)
• [Publications] Hashizume K., Chaussidon, M., Marty, B., Terada K.: "Protosolar carbon isotopic composition : Implications for the origin of meteoritic organics."The Astrophysical Journal. 600. 480-484 (2004)