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星間塵モデル物質の衝突実験から探る彗星核の形成過程

研究課題

研究課題/領域番号 17K14415
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 岩石・鉱物・鉱床学
研究機関東海大学 (2022)
金沢大学 (2017-2021)

研究代表者

荒砂 茜  東海大学, マイクロ・ナノ研究開発センター, 特任講師 (40794681)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
キーワード星間塵 / 彗星核 / シリケイト / 非晶質 / MgSiO3ガラス / 衝撃圧縮 / 含水物質 / MgSiO3 / 衝撃圧縮実験 / 水分子 / 隕石 / ゾルーゲル法 / 鉱物学 / 彗星塵 / 水 / 衝撃波 / シリカ / OH基 / 地球惑星物質 / 鉱物・結晶学
研究成果の概要

星間塵中に含まれるシリケイトのモデル物質として含水非晶質MgSiO3および非晶質MgSiO3を自身で合成し、宇宙空間でのこれらシリケイトの構造変化への新たな知見を提供することを目的に、衝撃圧縮実験および加熱実験を実施した。この結果、含水非晶質MgSiO3試料は13.6GPaの低圧でエンスタタイトに結晶化することが明らかとなった。一方、水を含まない非晶質MgSiO3は22GPaまでの圧縮でも非晶質構造を保持していた。さらに加熱実験の結果からも、含水非晶質MgSiO3の衝撃圧縮による結晶化には、衝撃圧縮により発生する熱よりも圧縮下のH2OおよびOH基の挙動が寄与している可能性が示された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の成果は、衝突現象を含め宇宙空間のさまざまなイベントによる地球外物質中のシリケイトの構造変化の解明に寄与できるほか、MgSiO3は地球にも豊富に存在する物質であることからこれら物質の熱・圧力による構造変化の解明にも貢献可能である。
また、本研究で成功したゾルーゲル法やガラス合成技術による含水/非含水の非晶質MgSiO3の合成は、地球惑星科学にとどまらず材料科学等他分野にも貢献可能な技術である。

報告書

(7件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2022 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Structural change of the frustule of diatom by thermal treatment2018

    • 著者名/発表者名
      Arasuna Akane、Okuno Masayuki
    • 雑誌名

      Geoscience Letters

      巻: 5 号: 1 ページ: 1-7

    • DOI

      10.1186/s40562-018-0101-3

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Structural Characterization of the Body Frame and Spicules of a Glass Sponge2018

    • 著者名/発表者名
      Arasuna Akane、Kigawa Masahito、Fujii Shunsuke、Endo Takatsugu、Takahashi Kenji、Okuno Masayuki
    • 雑誌名

      Minerals

      巻: 8 号: 3 ページ: 1-15

    • DOI

      10.3390/min8030088

    • NAID

      120006531323

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 衝撃圧縮によるMgSiO3ガラスの構造変化2022

    • 著者名/発表者名
      荒砂茜、川合伸明、奥野正幸
    • 学会等名
      2022年度衝撃波シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] MgSiO3 ガラスの衝撃圧縮による構造変化2020

    • 著者名/発表者名
      荒砂 茜、奥野 正幸、川合 伸明
    • 学会等名
      日本鉱物科学会2020年年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Crystallization of amorphous MgSiO3 by shock compression2019

    • 著者名/発表者名
      A. Arasuna, N. Kawai, M. Okuno
    • 学会等名
      JpGU meeting 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Shock and thermal behavior of synthesized amorphous MgSiO3 as a model material for cosmic dust2019

    • 著者名/発表者名
      A. Arasuna, N. Kawai, M. Okuno
    • 学会等名
      AOGS 16th Annual meeting
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The elucidation of shock behavior of amorphous MgSiO32019

    • 著者名/発表者名
      Akane Arasuna, Masayuki Okuno, Nobuaki Kawai
    • 学会等名
      JpGU Meeting 2019
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Shock and thermal behavior of synthesized amorphous MgSiO32019

    • 著者名/発表者名
      Akane Arasuna, Masayuki Okuno, Nobuaki Kawai
    • 学会等名
      16th Annual Meeting of Asia Oceania Geoscience Society
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 星間塵モデル物質としての非晶質MgSiO3の衝撃圧縮実験2018

    • 著者名/発表者名
      荒砂茜,奥野正幸
    • 学会等名
      第21回日本セラミックス協会北陸支部秋季研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 含水非晶質MgSiO3の衝撃圧縮挙動 -彗星核と星間塵の衝突挙動への提案のために-2018

    • 著者名/発表者名
      荒砂 茜、奥野 正幸
    • 学会等名
      JAXA宇宙科学に関する室内実験シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 離溶ラメラを含むアノーソクレースの衝撃圧縮挙動2018

    • 著者名/発表者名
      安藤 匠吾、奥野 正幸、荒砂 茜、福島 義博、川合 伸明
    • 学会等名
      平成29年度衝撃波シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ガラス海綿骨格の衝撃圧縮による構造変化2018

    • 著者名/発表者名
      福島 義博、奥野 正幸、荒砂 茜、安藤 匠吾、川合 伸明
    • 学会等名
      平成29年度衝撃波シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Mg添加シリカゲルの衝撃圧縮挙動の解明2017

    • 著者名/発表者名
      荒砂 茜、奥野 正幸、阿藤 敏行、真下 茂
    • 学会等名
      第58回高圧討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Structural change of frustule of diatom by thermal treatment2017

    • 著者名/発表者名
      Akane Arasuna
    • 学会等名
      14th Asia Oceania Geosciences Society Annnual Meating
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 加熱による珪藻被殻の構造変化2017

    • 著者名/発表者名
      荒砂 茜、 奥野 正幸
    • 学会等名
      第20回日本セラミックス北陸支部秋季研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ガラス海綿のナノスケール構造の圧縮挙動2017

    • 著者名/発表者名
      福島 義博、奥野 正幸、荒砂 茜、水上 知行、伊藤 暢晃
    • 学会等名
      第20回日本セラミックス北陸支部秋季研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2024-01-30  

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