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火星隕石のウラン―トリウム―鉛系に基づく火星地殻化学進化への制約

研究課題

研究課題/領域番号 17J09763
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 岩石・鉱物・鉱床学
研究機関東京工業大学

研究代表者

飛田 南斗  東京工業大学, 理学院, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2017-04-26 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2019年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2018年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2017年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワード火星隕石 / 火星地殻 / 地球化学 / ウランー鉛同位体システマティクス / 放射性同位体システマティクス / 化学進化
研究実績の概要

火星マントルがシャーゴッタイト隕石(火星玄武岩)を用いて詳細に研究される一方、火星地殻研究の多くが探査によって支えられる。しかし、リモートセンシング観測が中心の探査からは得られる科学データに限りがあるだけでなく、実験室とは異なる環境・条件での分析を強いられる為、その解釈は常に困難を伴う。火星および岩石型惑星のさらなる理解へ向け、火星隕石を用いた詳細な地殻研究は必要不可欠である。
ウラン(U)―鉛(Pb)同位体システマティクスは親/娘核種の不適合性が大きく異なり、二つの壊変系列(238U→206Pb, 235U→207Pb)を用いることができるため、地球地殻進化の研究に広く用いられてきた。火星隕石のU-Pb同位体システマティクスを用いて、火星地殻進化に新たな制約を与えることが本研究の目的である。
三つの火星隕石にU-Pb同位体システマティクスを適用し、火星地殻の同位体情報を獲得することに成功した。それぞれに年代解析を行った結果、いずれの火星地殻成分も45億年前から42億年前(Pre-Noachian時代)に形成されたものであることが分かった。この年代はクレーター密度により計測された火星表層の年代(平均35億年前に形成)より古く、地殻下部ではPre-Noachian時代に形成された地殻が支配的である可能性が高い。一方で、理論研究から下部地殻に支配的に存在すると予想された火星初生地殻(45億年以前に形成)は、本研究で分析された火星隕石からは検出されなかった。Pre-Noachian時代の惑星プロセス(マグマ活動やインパクト)により、火星は初生地殻の多くをその形成直後に消失してしまった可能性がある。本研究は、火星Pre-Noachian時代の地殻進化に初めて物質学的制約を与え、火星隕石のU-Pbシステマティクスがこの分野の研究において非常に有用であることを示した。

現在までの達成度 (段落)

令和元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

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 6件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] University of Western Ontario(カナダ)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] スイス連邦工科大学チューリッヒ校(スイス)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] University of New Mexico(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] New Mexico State University(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Geochemically heterogeneous Martian mantle inferred from Pb isotope systematics of depleted shergottites.2020

    • 著者名/発表者名
      Moriwaki, R., Usui, T., Tobita, M., and Yokoyama, T.
    • 雑誌名

      Geochimica et Cosmochimica Acta

      巻: 274 ページ: 157-171

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Coupled Pb isotopic and trace element systematics of the Tissint meteorite: Geochemical signatures of the depleted shergottite source mantle2017

    • 著者名/発表者名
      Moriwaki Ryota、Usui Tomohiro、Simon Justin I.、Jones John H.、Yokoyama Tetsuya、Tobita Minato
    • 雑誌名

      Earth and Planetary Science Letters

      巻: 474 ページ: 180-189

    • DOI

      10.1016/j.epsl.2017.06.044

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] A Systematic Survey of Impact Glasses in Shergottites Searching for Martian Sulfate Using Micro X-ray Absorption Near-Edge Structure2019

    • 著者名/発表者名
      Usui, T., Shidare, M., Nakada, R., and Tobita, M.
    • 学会等名
      Ninth International Conference on Mars
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 10^13Ω抵抗付増幅器を使用したTE-DS-TIMSによる極微量鉛同位体分析手法の開発2019

    • 著者名/発表者名
      深海雄介、飛田南斗、横山哲也、鈴木勝彦
    • 学会等名
      2019年度地球化学会年
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Preliminary Report on U-Th-Pb Isotopic Systematics of NWA 7034: Implications for Geochemical Evolution of the Martian Crust2018

    • 著者名/発表者名
      飛田南斗、森脇涼太、臼井寛裕、Agee Carl、小池みずほ、横山哲也
    • 学会等名
      日本地球惑星連合2018大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 宇宙地球化学における高精度鉛同位体分析手法2018

    • 著者名/発表者名
      深海 雄介、飛田 南斗、横山 哲也、臼井 寛裕、森脇 涼太
    • 学会等名
      量子ビームを用いた次世代非破壊分析技術とその応用惑星物質科学との可能性
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] シャーゴッタイト隕石のPb同位体組成分析に基づく火星マントル化学進化プロセスの考察2018

    • 著者名/発表者名
      森脇 涼太、臼井 寛裕、飛田 南斗、横山 哲也
    • 学会等名
      日本地球化学会2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Petrogenesis of a Unique Shergottite Zagami: Implications from REE Signature of Pyroxene.2018

    • 著者名/発表者名
      Tobita M., Makino Y, Okabayashi S, Usui T, Niihara T, Misawa K, Hirata T, Yokoyama T & Moriwaki R.
    • 学会等名
      Goldschmidt2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Geochemically heterogeneous Martian mantle inferred from Pb isotope systematics of two depleted shergottites Yamato 980459 and Dar al Gani 476.2018

    • 著者名/発表者名
      Moriwaki R., Usui T., Tobita M., & Yokoyama T.
    • 学会等名
      The Ninth Symposium on Polar Science
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Sulfur K-Edge XANES Analyses of Shergottites: Implication for Aqueous Alteration Processes on Mars.2018

    • 著者名/発表者名
      Shidare, M., Nakada, R., Usui, T., Tobita, M., & Yokoyama, T.
    • 学会等名
      Lunar and Planetary Science Conference. Vol. 49. 2018.
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Geochemically Heterogeneous Martian Mantle Inferred from the Lead Isotope Systematics in the Two Depleted Shergottites Yamato 980459 and Dal al Gani 476.2018

    • 著者名/発表者名
      Moriwaki, R., Usui, T., Tobita, M., & Yokoyama, T.
    • 学会等名
      Lunar and Planetary Science Conference. Vol. 49. 2018.
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Lead Isotopic Systematics Martian Meteorite Zagami.2017

    • 著者名/発表者名
      Tobita M., Usui T., Niihara T., Misawa K., & Yokoyama T.
    • 学会等名
      Goldschmidt2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] トータルエバポレーションTIMS (TE-TIMS) によるジルコンの高精度鉛同位体組成分析法の開発2017

    • 著者名/発表者名
      飛田南斗、浅沼尚、深海雄介、森脇涼太、横山哲也、臼井寛裕
    • 学会等名
      日本地球化学会2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-05-25   更新日: 2024-03-26  

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