彗星塵に含まれる微粒子ＧＥＭＳの再現実験からみる初期太陽系物質の起源

• 研究課題/領域番号: 13J01031
• 研究種目: 特別研究員奨励費
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 国内
• 研究分野: 地球宇宙化学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 松野 淳也 京都大学, 理学研究科, 特別研究員(DC2)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 2,400千円 (直接経費: 2,400千円); 2014年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円); 2013年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
• キーワード: 原始惑星系円盤 / GEMS / 彗星 / ダスト微粒子 / TEM / 凝縮実験 / 宇宙塵 / 非晶質珪酸塩

研究実績の概要

彗星塵には普遍的にGEMS(glass with embedded metal and sulfides)という、100 nm程度の非晶質珪酸塩微粒子が含まれている。GEMSは初期太陽系にありふれた物質と考えられているため、初期太陽系内の物質進化を考える上では鍵となる物質である。本研究では、その形成過程・起源に制限を与えることを目的として、凝縮実験によるGEMSの再現を目指している。
本年度では(1)多成分系での凝縮実験とその生成物の３次元観察および組織評価、(2)天然試料(GEMS)の３次元観察と組織・形状評価、(3) GEMS形成・起源モデルの構築を行った。(2)は当初の計画には含まれていなかったが、凝縮実験が想定よりも進展したので、研究目標であるGEMSの形成過程にさらに制約を加えるためおこなわれた。GEMSの３次元観察はこれまでおこなわれておらず、電子線トモグラフィーと２次元の元素像を組み合わせることにより、鉱物の３次元分布をはじめて得ることに成功した。更に集束イオンビーム(FIB)を用いた試料加工とTEMホルダーの改良を行い、完全トモグラフィー撮影にも成功した。その結果、GEMSと凝縮実験生成物の組織が３次元的によく一致すること(金属鉄・硫化鉄の空間分布、粒子サイズ)を確認し、GEMSが高温ガスから凝縮しうることを結論づけるとともに、GEMSの生成・進化の新しいモデルを提案した。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Chemical and mineralogical compositions of two grains recovered from asteroid Itokawa (2015)
  • 著者名/発表者名: Ebihara, M., Shirai, N., Sekimoto, S., Nakamura, T., Tsuchiyama, A., Matsuno, J., Matsumoto, T., Tanaka, M., Abe, M., Fujimura, A., Ishibashi, Y., Karouji, Y., Mukai, T., Okada, T., Uesugi, M. and Yada, T.
  • 雑誌名: Meteoritics & Planetary Science 巻: 50 号: 2 ページ: 243-254
  • DOI: 10.1111/maps.12418
  • 査読あり
• [雑誌論文] Investigation of cutting method for small samples of Hayabusa and future sample return missions (2014)
  • 著者名/発表者名: Uesugi M., Noguchi R., Matsumoto T., Matsuno J., Nagano T., Tsuchiyama A., Harada S., Yokoyama K., Yodo Y., Takeda N., Yada T., Yakame S., Karouji Y., Ishibashi Y., Abe M., Okada T., Fujimura A., Ebihara M., Kitajima F., Nagao K., Nakamura T., Naraoka H., Noguchi T., Okazaki R. and Yurimoto H.
  • 雑誌名: Meteoritics & Planetary Science 巻: 49 号: 7 ページ: 1186-1201
  • DOI: 10.1111/maps.12322
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sylvite and halite on particles recovered from 25143 Itokawa: A preliminary report. (2014)
  • 著者名/発表者名: Noguchi, T., Kimura, M., Hashimoto, T., Konno, M., Nakamura, T., Zolensky, M. E., Tsuchiyama, A., Matsumoto, T., Matsuno, J., Okazaki, R., Uesugi, M., Karouji, Y., Yada, T., Ishibashi, Y., Shirai, K., Abe, M. and Okada, T.
  • 雑誌名: Meteoritics & Planetary Science 巻: 49 号: 7 ページ: 1305-1314
  • DOI: 10.1111/maps.12333
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reduction experiment of FeO-bearing amorphous silicate: application to origin of metallic iron in GEMS (2014)
  • 著者名/発表者名: Matsuno, J., Tsuchiyama, A., Miyake, A., Noguchi, R., and Ichikawa, S.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 792 号: 2 ページ: 136-144
  • DOI: 10.1088/0004-637x/792/2/136
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Sample preparation toward seamless 3D imaging technique from micrometer to nanometer scale (2014)
  • 著者名/発表者名: Miyake, A., Matsuno, J. and Toh, S.
  • 雑誌名: Microscopy 巻: 63 号: suppl 1 ページ: i24-i25
  • DOI: 10.1093/jmicro/dfu055
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] Three-dimensional microstructure of samples recovered from asteroid 25143 Itokawa : Comparison with LL5 and LL6 chondrite particles. (2014)
  • 著者名/発表者名: A. Tsuchiyama, M. Uesugi, K. Ii esugi, T. Nakano, R. Noguchi, T Matsumoto, J. Matsuno, T. Nagano, Y. Imai, A. Shimada, A. Takeuchi, Y. Suzuki, T. Nakamura, T. Noguchi, M. Abe, T. Yada, A . Fujimura
  • 雑誌名: Meteor. & Planet. Sci. 巻: 49 号: 2 ページ: 172-187
  • DOI: 10.1111/maps.12177
  • 査読あり
• [雑誌論文] Space weathered rims found on the surfaces of the Itokawa dust particles. (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Noguchi, M. Kimura, T. Hashimoto, M. Konno, T. Nakamura, M. E. Zolensky, R. Okazaki, M. Tanaka, A. Tsuchiyama, A. Nak ato, T. Ogami, H. Ishida, R. Sag ae, S. Tsujimoto, T. Matsumoto, J. Matsuno, A. Fujimura, M. Ab e, T. Yada, T. Mukai, M. Ueno, T. Okada, K. Shirai, Y. Ishibashi
  • 雑誌名: Meteor. & Planet. Sci 巻: 49 号: 2 ページ: 188-214
  • DOI: 10.1111/maps.12111
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analytical dual-energy microtomography : A new method for obtaining three-dimensional mineral phase images and its apprication to Hayabusa samples. (2013)
  • 著者名/発表者名: A. Tsuchiyama, T. Nakano, K. U esugi, M. Uesugi, A. Takeuchi, Y. Suzuki, R. Noguchi, T. Matsu moto, J. Matsuno, T. Nagano, Y. Imai, T. Nakamura, T. Ogami, T. Noguchi, M. Abe, T. Yada, A. Fujimura
  • 雑誌名: Geochemi. Cosmochemi. Acta 巻: 116 ページ: 5-16
  • DOI: 10.1016/j.gca.2012.11.036
  • 査読あり
• [学会発表] COMPLETE TEM-TOMOGRAPHY: 3D STRUCTURE OF GEMS CLUSTER (2015)
  • 著者名/発表者名: J. Matsuno, A. Miyake, A. Tsuchiyama, S. Messenger, K. Nakamura-Messenger
  • 学会等名: The 46th Lunar and Planetary Science Conference
  • 発表場所: アメリカ、テキサス州
  • 年月日: 2015-03-16 – 2015-03-20
• [学会発表] 三次元観察と室内実験から探るGEMSの起源 (2014)
  • 著者名/発表者名: 松野淳也、土`山明、三宅亮、中村圭子、Scott Messenger、渡辺隆行
  • 学会等名: 日本惑星科学会秋季講演会
  • 発表場所: 宮城県仙台市
  • 年月日: 2014-09-24 – 2014-09-26
• [学会発表] Nano-scale 3D observation of GEMS grains (2014)
  • 著者名/発表者名: J. Matsuno, A. Miyake, A. Tsuchiyama, K. Nakamura-Messenger, S. Messenger
  • 学会等名: 77th Annual Meteoritical Society Meeting
  • 発表場所: モロッコ、カサブランカ
  • 年月日: 2014-09-08 – 2014-09-12
• [学会発表] 電子線トモグラフィーによる彗星塵中のガラス粒子の3次元組織の観察 (2014)
  • 著者名/発表者名: 松野淳也、三宅亮、土`山明、中村圭子、Scott Messenger
  • 学会等名: 日本顕微鏡学会 第70回記念学術講演会
  • 発表場所: 千葉県千葉市
  • 年月日: 2014-05-11 – 2014-05-13
• [学会発表] 電子線トモグラフィーによるGEMSの3次元構造の観察 (2014)
  • 著者名/発表者名: 松野淳也、三宅亮、土`山明、中村圭子、Scott Messenger
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: 神奈川県横浜市
  • 年月日: 2014-04-28 – 2014-05-02
• [学会発表] GEMS-like grains produced by condensation experiment. (2014)
  • 著者名/発表者名: Junya Matsuno, Akira Tsuchiyama, Jun Noda, Manabu Tanaka, Takayuki Watanabe Chiyoe Koike and Hiroki Chihara.
  • 学会等名: 45th Lunar and Planetary Science Conference
  • 発表場所: The Woodlands, Texas, USA
  • 年月日: 2014-03-17
• [学会発表] 熱プラズマ法による非晶質珪酸塩微粒子の合成 (2013)
  • 著者名/発表者名: 松野淳也
  • 学会等名: 宇宙における分子進化 : 星間雲から原始惑星系へ平成25年度研究集会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2013-11-28
• [学会発表] Amorphous silicate dust formed by condensation experiments : a key to GEMS formation process. (2013)
  • 著者名/発表者名: Junya Matsuno, Akira Tsuchiya ma, Chiyoe Koike, Hiroki Chihara, Jun Nada, Manabu Tanaka and Takayuki Watanabe.
  • 学会等名: The Life Cycle of Dust in the Universe
  • 発表場所: Taipei, Taiwan
  • 年月日: 2013-11-22
• [学会発表] 高周波熱プラズマを用いた太陽系の始原物質GEMSの再現 : 7成分系における0/Si比の検討 (2013)
  • 著者名/発表者名: 松野淳也、土山明、野田淳、田中学、渡辺隆行
  • 学会等名: プラズマ材料科学シンポジウム2013
  • 発表場所: 九州大学
  • 年月日: 2013-09-23
• [学会発表] 高温ガスの凝縮実験によるGEMSの再現 : 7成分系におけるO/Si比の検討 (2013)
  • 著者名/発表者名: 松野淳也、土山明、野田淳、八木下将史、渡辺隆行
  • 学会等名: 日本鉱物科学学会秋季大会
  • 発表場所: 筑波大学
  • 年月日: 2013-09-11
• [学会発表] Interpretation of XRD and IR in amorphous MgSiO3 before crystallization of enstatite with heat treatment. (2013)
  • 著者名/発表者名: Junya Matsuno, Akira Tsuchiya ma, Chiyoe Koike, Hiroki Chiha ra, Shinji Kohara, Yoshinori Kit ajima, Akira Yoshiasa, Yusuke Seto, Ryohei Takahashi, Yuta Ima i and Keisuke Murata
  • 学会等名: The 6th meeting on Cosmic Dust
  • 発表場所: 神戸大学
  • 年月日: 2013-08-08
• [学会発表] 非晶質MgSiO3の加熱における構造変化 : 水の役割 (2013)
  • 著者名/発表者名: 松野淳也、土山明、小池千代枝、茅原弘毅、小原真司、北島義典、吉朝朗、瀬戸雄介、高橋竜平、今井悠太、村田敬介
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合連合大会2013年
  • 発表場所: 幕張メッセ
  • 年月日: 2013-05-22
• [備考]
  • URL: http://www.kueps.kyoto-u.ac.jp/~web-min/