加熱脱水炭素質隕石の分光学・物質科学的特徴に基づくＣ型小惑星の形成進化過程の解明

• 研究課題/領域番号: 16J05109
• 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: 東北大学
• 研究代表者: 松岡 萌 東北大学, 理学研究科, 特別研究員(DC2)
• 研究期間 (年度): 2016-04-22 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円); 2017年度: 600千円 (直接経費: 600千円); 2016年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
• キーワード: C型小惑星 / 炭素質隕石 / 反射スペクトル

研究実績の概要

1　加熱脱水した炭素質隕石の物質分析:
採用第1年度に引き続き、母天体において加熱脱水を経験した炭素質隕石および始原的炭素質隕石を用いて透過型電子顕微鏡（TEM/EDS）による微細組織観察および元素組成分析を行った。上記分析のため、2017年6-7月の1ヶ月間、独バイロイト大学を訪問した。この結果、加熱によって隕石中含水層状ケイ酸塩および含水硫化物が脱水・非晶質化し、Feに乏しい無水ケイ酸塩が2次的に生じると共にFeに富む金属微粒子が生成することを明らかにした。
2　加熱脱水した炭素質隕石の分光分析:
採用第1年度に引き続き、加熱脱水炭素質隕石のその場加熱真空フーリエ変換赤外分光（FT-IR）測定を進め、大気中CO2, H2Oおよび試料中吸着水を除去した反射スペクトルを取得した。波長3 μmにおける隕石中含水鉱物起因の水の吸収に関する研究結果は、現在運用中の小惑星探査機はやぶさ2に搭載されている近赤外分光計（NIRS3）により取得されるスペクトルデータの解釈において有用であることから、本研究でFT-IRデータとNIRS3データの比較検討およびNIRS3データ補正手法の提案を行い、英語論文を国際誌へ投稿し受理・掲載された。また2018年9月に1ヶ月間、米ブラウン大学を訪問し習得したスペクトルの定量的解析手法であるMGM法をFT-IRデータに適用することで、反射スペクトル3 μmにおける含水鉱物起因の水の吸収の定量的解析と、可視域と赤外域のスペクトルの統合的解釈から加熱の進行程度とスペクトル変化の相関関係を明らかにした。
1, 2を合わせ、炭素質隕石母天体である含水小惑星において生じる加熱によって、含水鉱物の脱水とアモルファス化が進行し、続いて無水鉱物の晶出とFeに富む金属微粒子が生成するという含水小惑星表層において進行していると考えられる一連の加熱脱水プロセスの理解につなげられた。

現在までの達成度 (段落)

29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

29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] An evaluation method of reflectance spectra to be obtained by Hayabusa2 Near-Infrared Spectrometer (NIRS3) based on laboratory measurements of carbonaceous chondrites (2017)
  • 著者名/発表者名: Matsuoka Moe、Nakamura Tomoki、Osawa Takahito、Iwata Takahiro、Kitazato Kohei、Abe Masanao、Nakauchi Yusuke、Arai Takehiko、Komatsu Mutsumi、Hiroi Takahiro、Imae Naoya、Yamaguchi Akira、Kojima Hideyasu
  • 雑誌名: Earth, Planets and Space 巻: 69 号: 1 ページ: 120-120
  • DOI: 10.1186/s40623-017-0705-4
  • NAID: 120006472642
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] NIRS3: the near infrared spectrometer on Hayabusa2 (2017)
  • 著者名/発表者名: Iwata, T., Kitazato, K., Abe, M., Ohtake, M., Arai, T., Arai, T., Hirata, N., Hiroi, T., Honda, C., Imae, N., Komatsu, M., Matsunaga, T., Matsuoka, M., Matsuura, S., Nakamura, T., Nakato, A., Nakauchi, Y., Osawa, T., Senshu, H., Takagi, Y., Tsumura, K., Takato, N., Watanabe, S., Barucci, M. A., Palomba, E., Ozaki, M.
  • 雑誌名: Space Science Reviews 巻: 印刷中 号: 1-4 ページ: 317-337
  • DOI: 10.1007/s11214-017-0341-0
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] Gaussian deconvolution of the 3-micron hydration band of carbonaceous chondrites for identifying their parent bodies using a spectrometer in space. (2018)
  • 著者名/発表者名: Hiroi, T., Ralph E. Milliken, H. Kaiden, S. Sasaki, Matsuoka M., T. Nakamura
  • 学会等名: 49th Lunar and Planetary Science Conference
  • 国際学会
• [学会発表] VIS-IR reflectance spectroscopy of hydrous carbonaceous chondrites with variable heating and dehydration degrees (2017)
  • 著者名/発表者名: M. Matsuoka, T. Nakamura, N. Miyajima, N. Imae, A. Yamaguchi, H. Kojima
  • 学会等名: Lunar and Planetary Science Conference
  • 発表場所: The woodlands, USA
  • 年月日: 2017-03-23
  • 国際学会
• [学会発表] Mineralogical, Spectral, and Compositional Changes During Heating of Hydrous Carbonaceous Chondrites (2017)
  • 著者名/発表者名: T. Nakamura, M. Matsuoka, S. Yamashita, Y. Sato, K. Mogi, Y. Enokido, A. Nakata, S. Okumura, Y. Furukawa, M. Zolensky
  • 学会等名: Lunar and Planetary Science Conference
  • 発表場所: The woodlands, USA
  • 年月日: 2017-03-23
  • 国際学会
• [学会発表] 加熱脱水炭素質隕石の反射スペクトル (2016)
  • 著者名/発表者名: 松岡萌・中村智樹・今栄直也・山口亮・小島秀康
  • 学会等名: 日本鉱物科学会
  • 発表場所: 金沢
  • 年月日: 2016-09-23
• [学会発表] 火星衛星の反射スペクトルに基づく物質推定：含水炭素質隕石の加熱実験生成物との比較 (2016)
  • 著者名/発表者名: 中村智樹・茂木郁・山下小百合・松岡萌・佐藤勇大・古川善博・奥村聡・中嶋大輔・ロッシュ テッド
  • 学会等名: 日本鉱物科学会
  • 発表場所: 金沢
  • 年月日: 2016-09-23