| Project/Area Number |
20K20947
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 17:Earth and planetary science and related fields
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
Okuchi Takuo 京都大学, 複合原子力科学研究所, 教授 (40303599)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
梅田 悠平 京都大学, 複合原子力科学研究所, 助教 (90815705)
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| Project Period (FY) |
2020-07-30 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
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| Keywords | 衝突融解現象 / 高強度レーザー / X線自由電子レーザー / カンラン石 / Ｘ線自由電子レーザー |
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| Outline of Research at the Start |
４６億年の昔、原始の太陽をとりまく星雲の中で、無数の小天体が衝突と合体を繰り返すことで惑星や小惑星が成長した。これらの天体の内部では、強圧縮による加熱や、摩擦変形による発熱に起因する岩石の融解が起きていた。その結果、隕石が含むコンドリュールのもとになったマグマのしぶきや、やはり隕石が含む特異な高密度鉱物が作られた。この衝突融解現象を、高強度レーザーとＸ線自由電子レーザーを組合せた実験によって再現することを通して、初期太陽系の進化の歴史を現在に復元する。
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| Outline of Final Research Achievements |
4.6 billion years ago, in the primordial solar nebula surrounding the youngest sun, many small bodies were repeatedly colliding to merge to form planets, satellites, and asteroids. During such a process, strong compression and heating were simultaneously induced to significantly affect the state of the materials, such as inducing their melting. In this research, we attempted to understand the post-impact states of primitive meteorites by reproducing the impact-induced melting phenomenon in the laboratory by using a high-power laser and an X-ray free-electron laser as a couple to observe the diffraction as a function of time during the compression process. Specifically, we observed the time evolution of structures of anhydrous silicate, hydrous silicate, and carbonate during the compression. We found that the amorphization of hydrous silicate and carbonate more easily proceeded than that of anhydrous silicate.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
無水ケイ酸塩の実験によって、融解が未だ起こらない範囲の圧縮における鉱物内の原子の再配列の現象が、ナノ秒程度のごく短時間で大きく進む場合があることがわかった。これは従来の見解を覆す発見であった。短時間の圧縮は小さな天体の衝突によって起こりえるために頻度は高い。再配列の現象で生成する高密度の鉱物が多数の隕石や小惑星サンプルリターン試料に残されている可能性は高くなった。それらを丁寧に探してゆけば、地球の誕生に至る太陽系の先史の様子を具体的に描くことが可能になるだろう。
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