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大規模変形から迫る氷天体の進化:内部海存在の普遍性

研究課題

研究課題/領域番号 16K17787
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 固体地球惑星物理学
研究機関北海道大学

研究代表者

鎌田 俊一  北海道大学, 理学研究院, 准教授 (40723474)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2017年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2016年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワード氷天体 / 長期進化 / 内部海 / 熱進化 / 粘性緩和 / 冥王星 / 氷地殻 / 粘弾性変形 / 氷衛星 / 潮汐変形 / 潮汐加熱 / エンセラダス
研究成果の概要

本研究では、外側太陽系に多数存在する氷衛星や氷準惑星といった氷天体の進化を、大規模な変形の観点から調べた。土星の氷衛星エンセラダスについては、氷の長期粘弾性変形(数百万~数十億年スケールの変形)に着目して同衛星の熱収支を調べた。木星の氷衛星ガニメデについては、内部構造と潮汐変形(木星を周回するたびに伸縮を繰り返す、数日周期の大規模変形)の関係を定量的に調べ、地形観測によってどれほど内部構造を調べられるかを評価した。冥王星については、氷の長期粘弾性変形に着目して同準惑星の熱・構造進化を調べた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

時代を超えて人類が挑んできた難問の一つに「地球以外に生命を宿す天体はあるのかないのか」がある。外側太陽系の氷天体の内部には、生命の誕生と生存に深く関わる液体の水でできた「海」の存在が明らかになってきている。しかし、これらの「内部海」がどの深さにあるのかや、なぜ凍結せずに維持されているのか不明である。本研究は、理論と探査データ解析の融合させてこれらの疑問を解き、氷天体における生命生存可能性に関する議論の土台を提供する。

報告書

(5件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (35件)

すべて 2020 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 6件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 13件、 招待講演 4件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] University of California Santa Cruz(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] UC Santa Cruz/University of Arizona(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] UC Santa Cruz/Univ. Arizona/NASA(米国)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University of California Santa Cruz/University of Arizona(米国)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Stability of the subsurface ocean of Pluto2020

    • 著者名/発表者名
      J. Kimura and S. Kamata
    • 雑誌名

      Planetary and Space Science

      巻: 181 ページ: 104828-104828

    • DOI

      10.1016/j.pss.2019.104828

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Plutos ocean is capped and insulated by gas hydrates2019

    • 著者名/発表者名
      S. Kamata, F. Nimmo, Y. Sekine, K. Kuramoto, N. Noguchi, J. Kimura, A. Tani
    • 雑誌名

      Nature Geosicence

      巻: 12 号: 6 ページ: 407-410

    • DOI

      10.1038/s41561-019-0369-8

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Enceladus: Evidence and Unsolved Questions for an Ice-Covered Habitable World2019

    • 著者名/発表者名
      Sekine Yasuhito、Shibuya Takazo、Kamata Shunichi
    • 雑誌名

      Astrobiology: From the origins of life to the search for extraterrestrial intelligence

      巻: 1 ページ: 399-407

    • DOI

      10.1007/978-981-13-3639-3_25

    • ISBN
      9789811336386, 9789811336393
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ocean tidal heating in icy satellites with solid shells2018

    • 著者名/発表者名
      Matsuyama Isamu、Beuthe Mikael、Hay Hamish C.F.C.、Nimmo Francis、Kamata Shunichi
    • 雑誌名

      Icarus

      巻: 312 ページ: 208-230

    • DOI

      10.1016/j.icarus.2018.04.013

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 固体惑星物理学における諸問題2018

    • 著者名/発表者名
      鎌田俊一
    • 雑誌名

      遊・星・人 (日本惑星科学会誌)

      巻: 27 ページ: 286-295

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Science Objectives of the Ganymede Laser Altimeter (GALA) for the JUICE mission2018

    • 著者名/発表者名
      Jun Kimura, H. Hussmann, S. Kamata, K. Matsumoto, J. Oberst, G. Steinbrugge, A. Stark, K. Gwinner, S. Oshigami, N. Namiki, K. Lingenauber, K. Enya, K. Kuramoto, and S. Sasaki
    • 雑誌名

      Transactions of the Japan Society for Aeronautical and Space Sciences

      巻: 17 号: 2 ページ: 234-243

    • DOI

      10.2322/tastj.17.234

    • NAID

      130007607430

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Geophysical investigations of habitability in ice-covered ocean worlds2018

    • 著者名/発表者名
      Vance, S. D., M. P. Panning, S. Stahler, F. Cammarano, B. G. Bills, G. Tobie, S. Kamata, S. Kedar, C. Sotin, W. T. Pike, R. Lorenz, H.-H. Huang, J. M. Jackson, and B. Banerdt
    • 雑誌名

      J. Geophys. Res. Planets

      巻: 123 号: 1 ページ: 180-205

    • DOI

      10.1002/2017je005341

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] One-dimensional convective thermal evolution calculation using a modified mixing length theory: Application to Saturnian icy satellites2018

    • 著者名/発表者名
      Kamata, S.
    • 雑誌名

      J. Geophys. Res. Planets

      巻: 123 号: 1 ページ: 93-112

    • DOI

      10.1002/2017je005404

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Interior thermal state of Enceladus inferred from the viscoelastic state of the ice shell2017

    • 著者名/発表者名
      Kamata, S. and F. Nimmo
    • 雑誌名

      Icarus

      巻: 284 ページ: 387-393

    • DOI

      10.1016/j.icarus.2016.11.034

    • NAID

      120006577366

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Tidal deformation of Ganymede: Sensitivity of Love numbers on the interior structure2016

    • 著者名/発表者名
      Kamata, S., J. Kimura, K. Matsumoto, F. Nimmo, K. Kuramoto, and N. Namiki
    • 雑誌名

      J. Geophys. Res. Planets

      巻: 121 号: 7 ページ: 1362-1375

    • DOI

      10.1002/2016je005071

    • NAID

      120005951956

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] An Interior Structure Model of Pluto that Solves its Geophysical and Geochemical Mysteries2019

    • 著者名/発表者名
      Kamata, S., F. Nimmo, Y. Sekine, K. Kuramoto, N. Noguchi, J. Kimura, and A. Tani
    • 学会等名
      Pluto System After New Horizons
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 冥王星の不思議を解く内部構造モデル2019

    • 著者名/発表者名
      鎌田 俊一、Nimmo Francis、関根 康人、倉本 圭、野口 直樹、木村 淳、谷 篤史
    • 学会等名
      JpGU 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] JUICE 搭載ガニメデレーザ高度計 (GALA) - 概要および日本チーム開発状況2018

    • 著者名/発表者名
      塩谷圭吾, 並木則行, 小林正規, 木村淳, 荒木博志, 野田寛大, 田澤誠一, 押上祥子, 鹿島伸悟, 宇都宮真, 石橋高, 小林進悟, 山脇敏彦, 東原和行, 尾崎正伸, 水野貴秀, 斎藤義文, 鎌田俊一, 他
    • 学会等名
      日本惑星科学会2018年秋季講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 固体惑星物理学における諸問題2018

    • 著者名/発表者名
      鎌田俊一
    • 学会等名
      日本惑星科学会2018年秋季講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 冥王星地下海の安定性と進化2018

    • 著者名/発表者名
      木村淳, 鎌田俊一
    • 学会等名
      日本惑星科学会2018年秋季講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Classical but new geophysical problems of icy ocean worlds2018

    • 著者名/発表者名
      Kamata, S.
    • 学会等名
      The 2nd Asia-Pacific Workshop on Lithosphere and Mantle Dynamics
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 粘弾性緩和で探る冥王星の氷地殻の物性2018

    • 著者名/発表者名
      鎌田俊一, F. Nimmo
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合 2018年大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Evolution of subsurface ocean and constraint for the interior in Pluto2018

    • 著者名/発表者名
      Kimura, J., S. Kamata
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合 2018年大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Modeling thermal evolution of ocean worlds with convective ice shells2018

    • 著者名/発表者名
      Kamata, S.
    • 学会等名
      42nd COSPAR Scientific Assembly
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] One-dimensional thermal evolution calculation based on a mixing length theory: Application to Saturnian icy satellites2017

    • 著者名/発表者名
      Kamata, S.
    • 学会等名
      AGU Fall Meeting 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Tidal dissipation in the subsurface ocean of Enceladus2017

    • 著者名/発表者名
      Matsuyama, I., H. Hay, F. Nimmo, and S. Kamata
    • 学会等名
      AGU Fall Meeting 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Thermal history and stability of subsurface ocean in Pluto2017

    • 著者名/発表者名
      Kimura, J., S. Kamata
    • 学会等名
      AOGS 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 混合距離理論に基づく1次元熱進化計算法の改良2017

    • 著者名/発表者名
      鎌田 俊一
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ついに本格始動!冥王星の研究2017

    • 著者名/発表者名
      鎌田 俊一
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Thermal evolution and stability of subsurface ocean in Pluto2017

    • 著者名/発表者名
      木村 淳, 鎌田 俊一
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 土星系氷衛星の熱進化:エンセラダスとディオネの内部海2017

    • 著者名/発表者名
      鎌田 俊一
    • 学会等名
      日本惑星科学会2017年秋季講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Tidal interaction of satellite systems2016

    • 著者名/発表者名
      Kamata, S.
    • 学会等名
      RESCEU Summer School 2016
    • 発表場所
      臥龍の郷(岐阜県高山市)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Tidal deformation of Ganymede: A parameter study in anticipation of future geodetic measurements2016

    • 著者名/発表者名
      Kamata, S., J. Kimura, K. Matsumoto, F. Nimmo, K. Kuramoto, and N. Namiki
    • 学会等名
      AGU Fall Meeting 2016
    • 発表場所
      San Francisco (USA)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] エンセラダスの内部熱構造:氷地殻の緩和状態からの示唆2016

    • 著者名/発表者名
      鎌田俊一, Francis Nimmo
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2016年大会
    • 発表場所
      幕張メッセ(千葉県千葉市)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [備考] Shunichi Kamata

    • URL

      https://www.ep.sci.hokudai.ac.jp/~kamata/

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書 2017 実施状況報告書
  • [備考] Shunichi Kamata

    • URL

      http://www.ep.sci.hokudai.ac.jp/~kamata/

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2022-02-21  

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