2010 Fiscal Year Annual Research Report
原始惑星系円盤における鉄の状態分布:惑星の化学的多様性解明に向けた実験的研究
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20684025
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
橘 省吾 東京大学, 大学院・理学系研究科, 助教 (50361564)
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| Keywords | 金属鉄 / 硫化鉄 / 原始惑星系円盤 / 反応速度論 / 地球型惑星 / 分配 / 元素分別 / 硫化実験 |
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| Research Abstract |
地球型惑星のコア・マントルのサイズ,化学組成,酸化還元度は多様である.これは鉄の存在度や存在状態(珪酸塩・金属・硫化物)の違いとして捉えることができる.惑星内部の鉄の存在状態の違いは物質循環や固有磁場の発生を通じて表層や生命圏にも影響を与え,惑星の起源や内部進化のみならず表層システムの進化や安定性にも重要な要素と言える.惑星間の鉄の存在度や存在状態の多様性を理解するための第一歩として,原始惑星系円盤での惑星材料物質において鉄の総量がどの程度であったか,存在状態の異なる鉄が惑星形成直前にどのように分布していたかの理解が重要である.本研究では,原始惑星系円盤内で鉄の存在状態を変える主要化学反応である金属鉄凝縮や金属鉄の硫化反応の速度やメカニズムを室内実験で解明する.また,それらの反応が原始惑星系円盤内で充分に進行しえたかを検討する.当該年度は金属鉄凝縮実験を完了し,国際誌に論文投稿をおこなった.また,真空ゴールドイメージ炉を用いた金属鉄基板上での硫化鉄の核形成・成長実験をおこなった.500℃,水素圧1Paにおける反応速度は理想反応速度の0.02程度であることがわかり,原始惑星系円盤での硫化反応が速度論的に抑制されることがわかった.また,金属鉄表面を硫化鉄が全面的に覆う前に,硫化鉄が1ミクロン以上のサイズに成長することもわかり,原始惑星系円盤条件での硫化鉄形成に核形成が大きく影響することが初めて明らかとなった.実験データに基づくモデル計算をおこない,核形成と成長の速度論効果により,Fe/S比の異なる粒子が容易に形成されることがわかった.これは地球外物質にみられる金属鉄,硫化鉄の多様性を説明する可能性がある.その他,金属鉄凝縮実験において,1ミクロン程度の微粒子を基板上に凝縮させることに成功したため,この粒子を用いた硫化実験の出発物質にすることに成功した.
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[Journal Article] In-situ spectroscopic observations of silicate vaporization due to >10km/s impacts using laser driven projectiles.2010
Author(s)
Kurosawa K., Sugita S., Kadono T., Shigemori K., Hironaka Y., Otani K., Sano T., Shiroshita A., Ozaki N., Miyaniahi K., Sakaiya T., Sekine Y., Tachibana S., Nakamura K., Fukuzaki S., Ohno S., Kodama R., Matsui T.
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Journal Title
Geophysical Research Letters
Volume: 37
Pages: L23203, doi:10.1029/2010GL045330
Peer Reviewed
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[Presentation] 火星着陸探査Roverコンフィギュレーションでの科学目標2011
Author(s)
並木則行, 荒井朋子, 小林正規, 千秋博紀, 和田浩二, 大野宗佑, 石橋高, 亀田真吾, 臼井寛裕, 小松吾郎, 宮本英昭, 橘省
Organizer
第11回宇宙科学シンポジウム
Place of Presentation
宇宙科学研究所
Year and Date
2011-01-06
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[Presentation] 宇宙速度衝突によるケイ酸塩の電離の役割2010
Author(s)
黒澤耕介, 杉田精司, 門野敏彦, 重森啓介, 弘中陽一郎, 尾崎典雅, 城下明之, 長勇一郎, 境家達弘, 藤岡慎介, 橘
Organizer
日本地球惑星科学連合2010年大会
Place of Presentation
幕張メッセ国際会議場(招待講演)
Year and Date
2010-05-27
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[Presentation] 将来火星ローバミッションの科学目標2010
Author(s)
並木則行, 荒井朋子, 小林正規, 千秋博紀, 和田浩二, 大野宗祐, 石橋高, 宮本英昭, 橘省吾, 他
Organizer
日本地球惑星科学連合2010年大会
Place of Presentation
幕張メッセ国際会議場
Year and Date
2010-05-26
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