2020 Fiscal Year Research-status Report
星間塵モデル物質の衝突実験から探る彗星核の形成過程
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17K14415
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
荒砂 茜 金沢大学, 先端科学・社会共創推進機構, 特任助教 (40794681)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 非晶質 / MgSiO3 / 鉱物学 / 彗星塵 / 衝撃圧縮 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
星間塵(cosmic dust)は、ミクロンサイズの固体微粒子でありMgxFe(1-x)SiO3を含み、その結晶度は、非晶質から結晶質まで幅広いバリエーションを持つと報告 されている。星間塵の衝突挙動の解明は、星間塵の形成・進化を明らかにする上で非常に重要であるが、これらの物質を実際に捕獲して地上に持ち帰り、高圧実 験等を行うことには未だ多くの困難がある。以上より、本研究では星間塵のモデル物質を作成し、その衝突挙動の解明を目指す。
当該年度は前年度に実施した水を含まない非晶質 MgSiO3の衝撃圧縮実験終了後の回収試料の構造解明を引き続き行なった。非晶質MgSiO3（ガラス）は、MgO、SiO2(非晶質)の試薬をモル比で 1:1 でエタノールを用いて混合したあと、50°Cで乾燥し溶融試薬とした。同試料を白金るつぼで1675°Cで3.5 時間加熱したのちに急冷し、ガラス化させた。バルクサンプルを得られなかったため、合成資料を粉末にし、ペレット状に成形して衝撃圧縮試料とした。
試料の衝撃圧縮実験は熊本大学で実施し、圧力は15.5GPa, 20.2および21.2GPaであった。回収試料について、ラマンおよび赤外分光測定を実施した。
21.2GPaで圧縮した試料のラマンスペクトルおよび赤外吸収線スペクトルでは結晶性のピークは見られなかった。
しかし、21.2GPa の圧縮でν=1100cm-1 のラマンバンドの強度が低下する可能性があり、非晶質構造に変化が生じていると考えられる。21GPa 程度の圧力で結晶化に至らない点はシリカガラスやシリカゲルの先行研究(Shimada et al., 2002;Arasuna et al.,2016)と同様であり、衝撃波の持続時間や、圧縮に伴い発生する熱の残余時間が短いことに起因すると考えられる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
令和２年度は新型コロナウイルスの感染拡大の影響で, 年度前半は入構が制限され, また実験室での作業も学位取得を控えた学生を優先するなどしたため, 今年の実験の実施が大幅に遅れた。また, 熊本大学での衝撃圧縮実験についても, 同様の理由から実施が遅れ, 令和２年度は実施できなかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和３年度は, 含水非晶質Mg2SiO4の作成と衝撃圧縮実験を実施する。また, 前年度までに引き続きMgSiO3ガラスの衝撃圧縮実験と圧縮実験から回収した試料の構造解析を行う。
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| Causes of Carryover |
当該年度は新型コロナウイスルス感染拡大の影響で、実験実施の遅れ、他機関での実験や学会参加が中止となったことにより、研究計画を次年度まで延長し、この結果次年度使用額が発生している。次年度使用額は、次年度の実験実施のための消耗品、社会状況的に可能であれば実験実施のための旅費、また論文投稿のための費用に使用する。
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