2013 Fiscal Year Annual Research Report
初期太陽系における鉱物ー水ー有機物相互作用:惑星と生命起源物質初期進化
Project/Area Number |
22224010
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Research Institution | The University of Tokyo |
Principal Investigator |
永原 裕子 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (80172550)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
野口 高明 九州大学, 学内共同利用施設等, 教授 (40222195)
薮田 ひかる 大阪大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (30530844)
伊藤 正一 京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (60397023)
橘 省吾 北海道大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (50361564)
岡崎 隆司 九州大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (40372750)
中村 智樹 東北大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (20260721)
寺田 健太郎 大阪大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (20263668)
海老原 充 首都大学東京, 理工学研究科, 教授 (10152000)
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Project Period (FY) |
2010-04-01 – 2015-03-31
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Keywords | 原始惑星系円盤 / 隕石 / 彗星 / 微惑星 / 有機物 / 非晶質ケイ酸塩 / 化学反応 / 微隕石 |
Outline of Annual Research Achievements |
有機物を正確に分析するため,エポキシ樹脂を使わない方法の確立を目指した.各種の柔軟な金属を試行した結果,金が最も適切であることが判明した.金包埋の手法により,新たに10個の南極雪微隕石試料の観察・分析をおこなった.その結果,従来観察されたものに比し結晶度の低い鉄に富む層状ケイ酸塩であることが明らかとなった.それらはオリジナルには非晶質ケイ酸塩であり,低温・少量の水との共存状態において,選択的に変質を被ったものと解釈される.これと共存する有機物は比較的酸素,窒素に富み,炭素の濃縮がおこっていない.また,C=O結合が特徴的に観察される. 本年度研究の結果,原始惑星系円盤に存在した小天体における無機物と有機物の変質作用の進化の全貌が明らかとなった.もっとも始原的物質として,鉄に富む非晶質ケイ酸塩とMgに富むpyroxene, olivine,Niを含むpyrrohtite,C=O結合を特徴的に持つCHON有機物,C-N三重結合を含む芳香族有機物が氷とともに共存していたと考えられる.氷がわずかに融解し,非晶質ケイ酸塩が層状ケイ酸塩に変化,硫化物からイオウがわずかに流出,それらが有機物と反応し,イオウを含む有機物に変化する.この条件は氷と水が共存するゼロ度である.その繰返しあるいは継続することにより,Mgに富むpyroxeneやolivineが反応に関与し,層状ケイ酸塩の組成が Mg に富むようになってくる.同時に炭酸塩や磁鉄鉱が形成され,有機物のC=C結合が顕著になる.すなわち,有機物の重合化が進行する.従来の室内実験や地球における同様の化学反応の知識から考え,これらの条件もゼロ度に近いと考えられる.この反応が最大に進行すると,硫化物のNiが増加し,ケイ酸塩はMgに富み,ついにpyroxeneが消滅する.また,有機物はN, Oが減少し,Cの割合が増大する.
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Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初に設定した,太陽系初期における無機-有機相互作用による有機物進化の全貌は,今年度の研究によりほぼ完成した.また,本研究を進めるにあたり,極微小の有機物の化学・同位体分析と,同じく極微小無機物の化学的特徴を分析する手法が確立でき,“はやぶさ2”による小惑星からのリターンサンプルの分析をおこなう手法ならびにそのチームが確立できた.この意味において,本研究は当初目的を超える成果を挙げたと言える.
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Strategy for Future Research Activity |
引き続き,手元にある試料の分析を進め,原始惑星系円盤における無機-有機共進化の全貌の解明を進める,とりわけ,これまでに明らかになった化学変化と同位体組成変化の関係を明らかにする.
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[Journal Article] Three-dimensional microstructure of samples recovered from asteroid 25143 Itokawa: Comparison with LL5 and LL6 chondrite particles.2014
Author(s)
Tsuchiyama, A. Uesugi, M., Uesugi, K., Nakano, T., Noguchi, R., Matsumoto, T., Matsuno, J., Nagano, T., Imai, Y., Shimada, A., Takeuchi, A., Suzuki, Y., Nakamura, T., Noguchi, T., Abe, M., Yada, T., and Fujimura, A.
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Journal Title
Meteoritics Planet. Sci.
Volume: 49
Pages: 172-187
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Mineral chemistry of MUSES-C Regio inferred from analysis of dust particles collected from the first and second touchdown sites on asteroid Itokawa.2014
Author(s)
Nakamura T., Nakato A., Ishida H., Wakita S., Noguchi T., Zolensky M. E., Tanaka M., Kimura M., Tsuchiyama A., Ogami T., Hashimoto T., Konnno M. Uesugi M., Yada T., Shirai K., Fujimura A., Okazaki R., Sandford S. A., Ishibashi Y., Abe M., Okada T., Ueno M., and Kawaguchi J.
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Journal Title
Meteoritics and Planetary Science
Volume: 49
Pages: 215-227
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] A fine-grained polycrystalline micrometeorite: An asteroidal dust particle with a unique mineralogy.2013
Author(s)
Noguchi, T., S. Tsujimoto, R. Okazaki, T. Nakamura, M. Ebihara, S. Ito, H. Nagahara, S. Tachibana, K. Terada, H. Yabuta
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Journal Title
Meteoritics & Planetary Science
Volume: 48
Pages: A266
Peer Reviewed
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[Journal Article] Analytical dual-energy microtomography: A new method for obtaining three-dimensional mineral phase images and its application to Hayabusa samples.2013
Author(s)
Tsuchiyama A., Nakano T., Uesugi K., Uesugi M., Takeuchi A., Suzuki Y., Noguchi R., Matsumoto T., Matsuno J., Nagano T., Imai Y., Nakamura T., Ogami T., Noguchi T., Abe M., Yada T., Fujimura A.
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Journal Title
Geochim. Cosmochim. Acta
Volume: 116
Pages: 5-16
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] High power laser-shock experiment of chondrites: Contribution of impacts to the early Earth atmosphere.2014
Author(s)
Yabuta, H., Sakaiya,T., Kondo, T., Ohno, S., Nakabayashi, M., Kadono, T., Shigemori, K., Hironaka, K., Yamanaka, T.
Organizer
45th Lunar and Planetary Science Conference
Place of Presentation
ザ・ウッドランズ(アメリカ)
Year and Date
2014-03-21
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[Presentation] Hydrogen isotopes of water in the moon: evidence for the giant impact model from melt inclusions and apatite in apollo rock samples.2014
Author(s)
Greenwood, J. P., Itoh, S., Sakamoto, N., Yanai, K., Singer, J. A. and Yurimoto, H.
Organizer
45th Lunar and Planetary Science Conference
Place of Presentation
ザ・ウッドランズ(アメリカ)
Year and Date
2014-03-19
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[Presentation] 星と元素.2013
Author(s)
寺田健太郎
Organizer
広島大学サイエンスカフェ「星と元素と宮沢賢治」
Place of Presentation
賀茂輝酒造内カモキホール(広島県)
Year and Date
2013-12-14
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[Presentation] Sylvite and halite crystals on an Itokawa particle: salts on Itokawa?2013
Author(s)
T. Noguchi, M. Kimura, T. Hashimoto, M. Konno, T. Nakamura, M. E. Zolensky, A. Tsuchiyama, T. Matsumoto, J. Matsuno, R. Okazaki, M. Uesugi, Y. Karouji, T. Yada, Y. Ishibashi, K. Shirai, M. Abe, and T. Okada
Organizer
Hayabusa2013: Symposium of Solar System Materials
Place of Presentation
宇宙科学研究所(神奈川県)
Year and Date
2013-10-13
Invited
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[Presentation] Organic Nitrogen Cosmochemistry of Ultracarbonaceous Micrometeorite.2013
Author(s)
Yabuta, H., T. Noguchi, S. Itoh, S. Tsujimoto, N. Sakamoto, M. Hashiguchi, K. Abe, D. Kilcoyne A. Okubo, R. Okazaki, S. Tachibana, K. Terada, T. Nakamura, M. Ebihara, and H. Nagahara
Organizer
Goldschmidt 2013
Place of Presentation
フィレンツェ(イタリア)
Year and Date
2013-08-28
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[Presentation] Hypervelocity Capture of Murchison Meteorite Particles in Aerogel: Ground-based experiment for the Cosmic Dusts Capture at the International Space Station.2013
Author(s)
Ogata Y., Yabuta H., Nakashima S., Okudaira K., Moriwaki T.,Ikemoto Y., Hasegawa S., Tabata M.,Yokobori S., Mita H., Kobayashi K.,Imai E., Hashimoto H., Kawaguchi Y.,Sugino T., Yano H., Yamagishi A. and Tanpopo WG
Organizer
29th International Symposium on Space Technology and Science
Place of Presentation
名古屋国際会議場(愛知県)
Year and Date
2013-06-04
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[Presentation] Organic synthesis inferred from an ultracarbonaceous micrometeorite.2013
Author(s)
Nagahara, H., H. Yabuta, T. Noguchi, S. Itoh, N. Sakamoto, M. Hashiguchi, K. Abe, S. Tsujimoto, A. Kilcoyne, A. Okubo, R. Okazaki, S. Tachibana, T. Nakamura, K. Terada, and M. Ebihara
Organizer
EGU 2013
Place of Presentation
ウィーン(オーストリア)
Year and Date
2013-04-09
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[Presentation] 超炭素質南極微隕石から見つかった窒素に富む巨大な有機物.2013
Author(s)
薮田ひかる, 野口高明, 伊藤正一, 坂本直哉, 橋口未奈子, 阿部憲一, 辻本真一, Kilcoyne, A.L.D., 大久保彩, 岡崎隆司, 橘省吾, 寺田健太郎, 中村智樹, 海老原充, 永原裕子
Organizer
「惑星物質科学のフロンティア」研究会
Place of Presentation
東京大学柏キャンパス(千葉県)
Year and Date
2013-04-03
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