小天体衝突による海の散逸、及び初期地球環境変化の解明

• Project/Area Number: 14J11899
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Solid earth and planetary physics
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 上田 翔士 東京工業大学, 理工学研究科, 特別研究員(DC1)
• Project Period (FY): 2014-04-25 – 2017-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2016)
• Budget Amount: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,600,000); Fiscal Year 2016: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000); Fiscal Year 2015: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000); Fiscal Year 2014: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
• Keywords: 流体計算 / 粒子法 / 初期地球 / 隕石重爆撃 / 大気散逸 / 海散逸 / 生命起源 / 地球表層環境 / 初期地球（冥王代）

Outline of Annual Research Achievements

当該研究の目的は、1.小天体が岩石や海に衝突した際に惑星外へ散逸する、大気、衝突表面物質、衝突天体物質の質量を数値計算により明らかにする、2.結果を定式化し、3.地球上に生命が誕生したとされる時代である冥王代（特に、後期隕石重爆撃）において、小天体衝突による水量の変化を定量的に議論する、4.地球の生命起源へ影響を及ぼした可能性のある衝突起因の表層環境の変化を探る、である。
今年度、報告者は2,3,4を達成するために、まず自ら書き上げチューニングを施した、世界的にも新しい流体計算コード（SPHコード；流体が質量の広がりをもつ粒子から出来ていると考えて流体を計算する手法）を用いて、小天体が岩石や海に衝突した際に惑星外へ散逸する、大気、衝突表面物質、衝突天体物質の質量の結果の定式化を試みた。
上記のことから小天体が岩石や海に衝突した場合の惑星表面の水量変化を計算することが出来るため、各年代の衝突天体フラックスと現在の水量のデータを用いて、地球上に生命が誕生したとされる時代である冥王代での小天体衝突による水量変化を定量的に議論し、地球の生命起源へ影響を及ぼした可能性のある衝突起因の表層環境の変化を探ることを明らかにしつつある。
また、昨年度滞在した、本研究に関連し顕著な業績をあげている研究者が集まっているフランス・コートダジュール天文台の研究者である、初期地球の小天体衝突頻度に精通しているA. Morbidelli氏、惑星大気、内部構造、熱進化を専門とするT. Guillot氏、報告者と同様の流体計算コードを使った衝突シミュレーションを行なっているP. Michel氏など、所属研究機関の研究者のみならず国外の研究者から多角的に助言を頂きつつ、研究をさらに発展させた。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Int'l Joint Research] コートダジュール天文台(フランス)
• [Int'l Joint Research] コートダジュール天文台(フランス)
• [Presentation] Development of simulation code for impacts of small planetary bodies and estimate of the impact erosion (2015)
  • Author(s): Shoji Ueta, Takanori Sasaki, Hidenori Genda, Shigeru Ida, Natsuki Hosono, Takayuki Saitoh
  • Organizer: The 3rd ELSI International Symposium "Life in the Universe"
  • Place of Presentation: 東京工業大学（東京都目黒区）
  • Year and Date: 2015-01-13 – 2015-01-15
• [Presentation] Surface H2O conditions of cold terrestrial planets (2014)
  • Author(s): Shoji Ueta, Takanori Sasaki
  • Organizer: Japanese-German Meeting
  • Place of Presentation: Max Planck Institute for Astronomy（独、ハイデルベルグ）
  • Year and Date: 2014-11-04 – 2014-11-07
• [Presentation] 岩石惑星における小天体衝突シミュレーション (2014)
  • Author(s): Shoji Ueta, Takanori Sasaki, Hidenori Genda, Shigeru Ida, Natsuki Hosono, Takayuki Saitoh
  • Organizer: 日本惑星科学会・天体の衝突物理の解明
  • Place of Presentation: 北海道大学（北海道札幌市）
  • Year and Date: 2014-10-23 – 2014-10-25
• [Presentation] 天体衝突シミュレーションコードの開発と、その岩石惑星における小天体衝突現象への適用 (2014)
  • Author(s): Shoji Ueta, Takanori Sasaki, Hidenori Genda, Shigeru Ida, Natsuki Hosono, Takayuki Saitoh
  • Organizer: 日本惑星科学会・秋季講演会
  • Place of Presentation: 東北大学（宮城県仙台市）
  • Year and Date: 2014-09-24 – 2014-09-26
• [Presentation] 岩石惑星における小天体衝突シミュレーションコードの開発 (2014)
  • Author(s): Shoji Ueta, Takanori Sasaki, Hidenori Genda, Shigeru Ida, Natsuki Hosono, Takayuki Saitoh
  • Organizer: 生命の起源および進化学会・夏の学校
  • Place of Presentation: 東京工業大学 地球生命研究所（東京都目黒区）
  • Year and Date: 2014-08-29 – 2014-08-30
• [Presentation] Ice-covered extrasolar terrestrial planets (2014)
  • Author(s): Shoji Ueta, Takanori Sasaki
  • Organizer: Origins 2014
  • Place of Presentation: Nara-ken New Public Hall（奈良県奈良市）
  • Year and Date: 2014-07-06 – 2014-07-11
• [Presentation] Development of numerical code for simulation of the impacts of small planetary bodies (2014)
  • Author(s): Shoji Ueta, Takanori Sasaki, Hidenori Genda, Shigeru Ida, Natsuki Hosono
  • Organizer: Origins 2014
  • Place of Presentation: Nara-ken New Public Hall（奈良県奈良市）
  • Year and Date: 2014-07-06 – 2014-07-11
• [Presentation] The Effect of High-Pressure Ice Layer on Ice-Covered Terrestrial Planets (2014)
  • Author(s): Shoji Ueta, Takanori Sasaki
  • Organizer: Habitable Worlds Across Time and Space
  • Place of Presentation: Space Telescope Science Institute（米国、ボルチモア）
  • Year and Date: 2014-04-28 – 2014-05-01