2017 Fiscal Year Annual Research Report
Investigation of organic chemical evolution on extraterrestrial planetary bodies
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16K13873
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
関根 康人 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (60431897)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 太陽系形成 / 有機合成 / 巨大天体衝突 / 化学進化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、太陽系天体に見つかる有機物から、化学進化過程、生成環境の特定を行うことを目的とする。これまでほとんど解釈されなかった天体上の有機物を指標とし、太陽系形成進化史を明らかにする研究の潮流を創り出すことを目指す。
最終年度では、前年度に構築した熱水有機物合成実験装置を用い、氷衛星エンセラダスやC型小惑星に存在する有機物の模擬物質を作成し、これに対して衝突衝撃変成実験を行った。衝撃変成は、固体天体表層において他天体の衝突により普遍的に生じる現象であるだけでなく、相対速度を持つ探査機が天体において有機物を捕獲する際にも生じる現象である。そのため、衝撃変成を定量的に評価することは、太陽系天体における有機物の化学進化の理解だけでなく、探査機によるその場分析結果の解釈、将来探査計画の立案に対しても本質的に重要となる。しかし、これまでの研究では、太陽系天体に特化した熱水有機合成装置がなく、したがって、これら天体で生成する有機物の模擬物質を使って、定量的・系統的に衝撃変成を評価することができなかった。
本研究では、熱水有機合成実験で反応条件の異なる有機物を大量に生成し、これを使って衝突実験を系統的に行うことでこのボトルネックを克服した。その結果、衝撃変成温度200~400℃までは脱水反応を通じて有機物がさらに高分子化ことがわかった。このことはこの温度範囲までであれば、衝突はで化学進化を促進する過程であることを意味する。これに対して、衝撃変成温度500℃を超えると官能基が失われて炭化することで有機物が失われることもわかった。さらに、得られた実験結果と探査機による分析結果、隕石中の有機物分析結果とを比較することで、いくつかの小天体はかつて高速衝突を経験したものが含まれていることがわかり、従来の惑星形成論の予想に反する新たな制約となった。
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[Presentation] Hydrology of Subsaline Lakes in Southern Mongolia: A Terrestrial Analog Study for Lacustrine Environments and Chloride Depositions on Early Mars2018
Author(s)
Chida, T., Sekine, Y., Fukushi, K., Matsumiya, H., Solongo, T., Hasebe, N., Davaadorj, J.
Organizer
49th Lunar and Planetary Science Conference, The Woodlands Waterway Marriott Hotel and Convention Center, The Woodlands, Texas, USA
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[Presentation] High-O2, low-CO2 atmosphere on early Mars inferred from manganese oxide deposits2017
Author(s)
Sekine, Y., Imamura, S., Noda, N., Takahashi, Y., Uesugi, S., Kurisu, M., and Hartmann, J.
Organizer
American Geophysical Union Fall meeting, New Orleans Ernest N. Morial Convention Center, New Orleans, Louisiana, USA
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