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惑星物質の蒸発実験-分解蒸発の役割

研究課題

研究課題/領域番号 05833009
研究種目

一般研究(C)

配分区分補助金
研究分野 惑星科学
研究機関大阪大学

研究代表者

土山 明  大阪大学, 理学部, 助教授 (90180017)

研究分担者 永井 隆哉  大阪大学, 理学部, 助手 (20243131)
田窪 宏  大阪大学, 理学部, 教授 (80029678)
山中 高光  大阪大学, 理学部, 教授 (30011729)
松田 准一 (松田 じゅん一)  大阪大学, 理学部, 教授 (80107945)
植田 千秋  大阪大学, 理学部, 講師 (50176591)
研究期間 (年度) 1993 – 1994
研究課題ステータス 完了 (1994年度)
配分額 *注記
2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
1994年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
1993年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
キーワードフォルステライト / 金属鉄 / トロイライト / エンスタタイト / 蒸発速度 / 分解蒸発 / 原始太陽系星雲 / 元素・同位体分別 / 分散蒸発 / 元素同位体分別 / 蒸発 / 硫化鉄 / 元素分別 / カイネティクス
研究概要

地球型をつくる重要な鉱物(フォルステライト、金属鉄、トロイライト)の蒸発実験をおこない、蒸発速度とその蒸発係数を求めた。フォルステライトは水素雰囲気中で調和蒸発し、直線則に従う。その蒸発係数の温度依存性は、水素雰囲気中での蒸発も自由蒸発と類似した蒸発機構でおこることを示した。これにより原始太陽系星雲でのフォルステライトの蒸発速度を求めることができるようになった。金属鉄の蒸発も直線則に従い、蒸発係数は1に近いことがわかった。一方、トロイライトは金属鉄を残渣とする分解蒸発をするが、トロイライト-金属鉄界面反応律速のため直線則に従う。これらの結果などをもとにして、地球型をつくる重要な鉱物について、原始太陽系星雲中での蒸発を含む様々な条件での蒸発速度をコンパイルした。これを用いて、原始太陽系星雲における鉱物の蒸発にともなう元素分別(Mg/SiおよびFe/S)を議論した。これによるとエンスタタイトの分解蒸発はおこらず、カイネティックな理由によりみかけ上の調和蒸発がおこることが予想され、Mg/Si分別はおこらなくなる。しかしながら、ダストが非晶質Mg珪酸塩である場合には、ダスト中での元素の拡散係数が結晶中に比べると大きいので、Mg/Si分別がおこる可能性がある。一方、トロイライトは原始太陽系星雲中でも分解蒸発することが予想され、Fe/S分別がおこると考えられる。さらに鉱物の蒸発速度を用いて、固体からの蒸発にともなう同位体質量分別についてモデル化をおこなった。同位体質量分別がおこるかどうかは、蒸発速度、固体内の拡散係数、および固体のサイズによって、またその絶対量は蒸発分子質量に依存する同位体分別係数によって決まる。これを用いて、フォルステライト、金属鉄の蒸発にともなう同位体分別を議論し、隕石中にみられる同位体分別を示す物質について分別の条件を推定した。

報告書

(3件)
  • 1994 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1993 実績報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (18件)

  • [文献書誌] A,Tsuchiyama and K,Fujimoto: "Evaporation experimends on metallic iron in vacuum," Pyoc.NIPR Symp.Antardic Meteorites. 8(印刷中). (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A,Tsuchiyama and C.Uyeda: "Evaporation and condensation Kiratics and isotopic mass fractionation in the system Mg-Si-O-H and Fe-S-H in relation to the inajov element compositions of the Earth" Ed.y.Honkara“The Earths Central Part:Its Structune and Dynanics". (印刷中). (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A,Tsuchiyama T.Takahashi and C.Uyeda: "Formnlation of is Otopic mass fractionation by euaporation of solids and its application to chondaitic mateuals." Lunar & Planetary Science. XXV1(印刷中). (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A,Tsuchiyama,C.Uyeda and Y.Makoshi: "Evaporatiln oxperiments of iron su Hide(Fei-8S),and its cosnochemical Significance" Jour.Geo Hrys.Res.Planet. (投稿中).

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Tachibana,and A.Tsuchiyama: "Incongruent evaporation Kingtics of Troilite under H_2-rich atmosphere." American Mineralogists. (発表予定).

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Takahashi,A.Tsuchiyama and C.Uyeda: "Evaporation rates of forsterite under H_2-rich atmosphere." Earth and Planetany Sci.Letl.(発表予定).

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Tsuchiyama and K.Fujimoto: "Evaporation experiments on metallic iron in vacuum." Proceedings of the NIPR Symposium on Antarctic Meteorites. No.8 (in press). (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Tsuchiyama and C.Uyeda: "Evaporation and condensation kinetics and isotopic mass fractionation in the systems Mg-Si-O-H and Fe-S-H in relation to the major element compositions of the Earth." In Y,Honkura (ed.) "The Earth's Central part : Its Structure and Dynamics". (in press). (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A Tsuchiyama, T.Takahashi, and C.Uyeda: "Formulation of isotopic mass fractionation by evaporation of solids and its application to chondritic materials." Lunar & Planetary Science. XXVI (in press). (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Tsuchiyama, C.Uyeda, and Y.Makoshi: "Evaporation experiments of ironsulfide (Fe_<1-delta>S), and its cosmochemical significance." Journal of Geophysical Research Planets. (submitted.).

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Tachibana and A.Tsuchiyama: "Incongruent evaporation kinetics of troilite under a H_2-rich atmosphere." American Mineralogists. (in preparation).

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Takahashi, A.Tsuchiyama, and C.Uyeda: "Evaporation rates of forsterite under a H_2-rich atmosphere." Earch Planet.Sci.Lett.(in preparation).

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Tsuchiyama and K.Fujimoto: "Evaporation experiments on netallic iron in vacuum" Proc.NIPR Symp.Antarctic Meteorites. 8(印刷中). (1995)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] A.Tsuchiyama and C.Uyeda: "Evaporation and condensation kinetics and isotopic mass fractionation in the systems Ms-S-O-H and Fe-S-H-in relation relation to the najor element compositions of the Earth" The Earth's Central Part:Its Stucture and Dynamics. (印刷中). (1995)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] A.Tsuchiyama,T.Takahashi and C.Uyeda: "Formation of isotopic mass fractionation by evaporation of solids and its application to chonantic materials" Lunar and Planetary Sciences. XXVI(印刷中). (1995)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] N.Imae: "An experimental study of enstatite formation reaction between forstenite and Si-rich gas" Earth Planet.Sci.Letl.118. 21-30 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] A.Tsuchiyama: "Effects of total gas pressure on Mg isotopic mass fractionation during condensation of Mg-silicates" Secondary Ion Mass Spectroscopy,SIMS. IX(発表予定). (1994)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] C.Uyeda: "Wide range in-situ analysis of Mg and S isotopic analysis on inhomogeneous non-conductive materials" Secondary Ion Mass Spectroscopy,SIMS. IX(発表予定). (1994)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書

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公開日: 1993-04-01   更新日: 2016-04-21  

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