2020 Fiscal Year Research-status Report
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18K13603
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
濱野 景子 (飯塚景子) 東京工業大学, 地球生命研究所, 研究員 (40646171)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | マグマオーシャン / 放射対流平衡 / 大気放射 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
惑星形成理論に基づくと，微惑星あるいはペブルが集積することにより，円盤ガス中では惑星サイズ(>~1,000 km)の天体が形成する．原始惑星には，集積物質に含まれた含水鉱物や有機物として，形成と並行して揮発性物質が供給されうる．また原始惑星は周囲に存在する円盤ガスを重力的に捕獲する可能性も，先行研究により指摘されている．原始惑星が獲得した揮発性元素はその後の巨大衝突段階を経ても残る．よって原始惑星の揮発性元素獲得は，最終的に形成する地球型惑星の揮発性元素量や大気の多様性の起源を論じる上で理解すべき過程である.
原始惑星に供給された揮発性元素は地表あるいは大気中に供給される.一方で，もし地表が集積熱によって溶融する場合には，マグマへの溶解・脱ガス，マグマとの化学反応により，大気中の組成と量は変質しうる．そのためまず地表岩石の溶融条件を明らかにする必要がある.本年度は前年度に引き続き大気構造計算モデルの構築を行った．前年度までに開発した化学平衡組成を決定するモジュール，円盤ガスの主成分である水素と強い吸収係数をもつ水蒸気からなる大気の非灰色放射フラックスを算出するモジュールを用い，放射対流温度構造を決定するモデルを構築した．また，大気の曲率を近似的に考慮する修正を追加で行った．開発したコードを用いて，様々な地表温度と酸素フガシティーに対して放射対流温度構造と惑星放射を決定した．予備計算により，複数の対流層・放射層が生じるパラメータでは構造決定に非常に時間がかかることが判明したため，追加で拡散近似を用いた計算の高速化を行った．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
計画当初は二層(対流層+放射層)，もしくは全体流といった単純な層構造を想定しモジュールを開発を行っていたが，前年度までの予備計算により，パラメータに応じて多様な大気層構造が形成されることが判明した．複数の放射層・対流層が生じる場合，想定していた単純な構造に比べ，平衡構造に達するまでにかかる計算時間が飛躍的に伸び，計算時間を要した．計算時間を短縮するためのコード修正を追加で行った．
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度の予定のうち，並行平板大気での大気構造計算は曲率を考慮した構造決定まで完了した．また大気上端で円盤ガスと接続する大気構造の推定は，次年度に繰り下げ継続して行う．
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| Causes of Carryover |
国内・国際学会がオンライン開催となり，出張費が大幅に減額となった．これに伴い発表用の計算機等の支出も見送った．これらは繰越し，次年度の成果発表費に当てる．
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