木星型惑星の内部構成物質の初期進化過程の解明

• 研究課題/領域番号: 18K18779
• 研究種目: 挑戦的研究(萌芽)
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 中区分17:地球惑星科学およびその関連分野
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 中村 智樹 東北大学, 理学研究科, 教授 (20260721)
• 研究分担者: 三部 賢治 東京大学, 地震研究所, 助教 (10372426)
• 研究期間 (年度): 2018-06-29 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2019年度)
• 配分額: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円); 2019年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円); 2018年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
• キーワード: 炭素質隕石 / 超臨界水 / 熱水反応 / 含水小惑星 / 脱水反応 / 水熱変成 / 脱水 / 木星 / 水質変成 / 炭素質コンドライト

研究成果の概要

初期太陽系に存在した大型の含水微小天体における物質進化過程を明らかにするためには、含水炭素質隕石と超臨界水との反応を調べる熱水実験を行う必要がある。本研究ではその実験の手法を確立することを目的とした。地球の含水鉱物を用いて予備実験を行い、さらに含水炭素質隕石を用いた熱水加熱実験（600度　250気圧　50時間、水岩石比１）を2重構造のカプセルを用いて行った。実験後の回収サンプルに対し放射光を用いた分析を行った。その結果、隕石中の含水鉱物が、高温下の超臨界水との反応で部分脱水していることが確認できた。これにより含水炭素質隕石と超臨界水との反応を調べる熱水実験の手法を確立することができた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

惑星形成の初期段階で巨大化した含水微小天体では、天体内部の温度が上昇し、超臨界水が存在する状態での加熱現象が起こっていたと考えられる。この現象における解明すべき重要なポイントは、超臨界水により太陽系始原物質（小惑星由来の炭素質隕石）がどのように物質変化するかを理解することである。本研究では、この現象を調べるための熱水実験の手法を確立することができた。