天体衝突がもたらす地球環境変動の実験的解明

• 研究課題/領域番号: 19340134
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 気象・海洋物理・陸水学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 松井 孝典 東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 教授 (80114643)
• 研究分担者: 阿部 彩子 東京大学, 気候システム研究センター, 准教授 (30272537) ; 杉田 精司 東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 准教授 (80313203) ; 大野 宗祐 千葉工業大学, 惑星探査研究センター準備室, 研究員 (80432631)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2008
• 研究課題ステータス: 完了 (2008年度)
• 配分額: 18,850千円 (直接経費: 14,500千円、間接経費: 4,350千円); 2008年度: 8,580千円 (直接経費: 6,600千円、間接経費: 1,980千円); 2007年度: 10,270千円 (直接経費: 7,900千円、間接経費: 2,370千円)
• キーワード: 地球環境システム / 天体衝突 / 惑星表層環境 / 衝突脱ガス / 大気進化 / 生命の起源 / 地球化学 / 高速分光計則 / 惑星大気

研究概要

本研究では, 堆積岩及び各種氷の衝突脱ガス過程における化学反応過程の解明を目的として実験を行った. また, 脱ガス過程からの反応生成物が, 地球気候システムに及ぼす影響の定量的評価を行った. 結果として, (1)衝撃脱ガスによるCO2の発生は, 先行研究の推定より非常に高圧でのみ起きることと(2)白亜期末の巨大隕石衝突後には, 従来想定されていたCO2の大量発生ではなくCOが大量に発生したらしいこと, (3)COが大量発生した場合には, 強力な温室効果が起きることが分かった.

研究成果

• [雑誌論文] Rotational-Temperature Measurements of Chemically Reacting CN using Band-Tail Spectra(in press) (2009)
  • 著者名/発表者名: Kurosawa, K., S. Sugita, K. Fujita, K. Ishibashi, T. Kadono, S. Ohno, T. Matsui
  • 雑誌名: AIAA J
  • 査読あり
• [雑誌論文] Direct measurements of chemical composition of shock-induced gases from calcite : an intense global warming after the Chicxulub impact due to the indirect greenhouse effect of carbon monoxide (2009)
  • 著者名/発表者名: Kawaragi, K. Y. Sekine, T. Kadono, S. Sugita, S. Ohno, K. Ishibashi, K. Kurosawa, T. Matsui, S. Ikeda
  • 雑誌名: Earth, Planet. Sci. Lett 282 ページ: 56-64
  • 査読あり
• [雑誌論文] 高出力レーザーを使った弾丸飛翔体加速および衝突実験 : 秒速10kmを越える衝突 (2009)
  • 著者名/発表者名: 門野敏彦, 重森啓介, 境家達弘, 弘中陽一郎, 佐野孝好, 大谷一人, 藤原隆史, 持山智浩, 藤岡慎介, 黒澤耕介, 城下明之, 宮西宏併, 尾崎典雅, 関根康人, 杉田精司, 松井孝典, 橘省吾, 大野宗祐, 荒川政彦, 竹内拓, 中村昭子
  • 雑誌名: 日本惑星科学会誌遊星人 18 ページ: 4-9
  • NAID: 110007162103
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rotational-Temperature Measurements of CheTnically Reacting CN using Band-Tail Spectra (2009)
  • 著者名/発表者名: Kurosawa, K, S. Sugita, K. Fujita, K. Ishibashi, T. Kadono, S. Ohno, T. Matsui
  • 雑誌名: AIAA Journal (印刷中(掲載確定))
  • 査読あり
• [雑誌論文] Direct measurements of chemical composition of shock-induced gascs from calcite: an intense global warmilg after the ChicxUlub impact due to the indirect greenhouse effect of carbon monoxide (2009)
  • 著者名/発表者名: Kawaragi, K.,Y. Seldne, T. Kadono, S. Sugita, S. ohno, K, Ishibashi, K. Kurosawa, T. Matsui, S. Ikeda
  • 雑誌名: Earth and Planetary Science Letters 282 ページ: 56-64
  • 査読あり
• [雑誌論文] Impact vaporization of rocks using a high-power laser (2008)
  • 著者名/発表者名: Kadono T. K. Shigemori, S. Fujioka, K. Otani, T. Sano, Y. Sakawa1, H. Azechi, N. Ozaki, T. Kimura, K. Miyanishi, T. Endo, M. Arakawa, A. M. Nakamura, S. Sugita, and T. Matsui,
  • 雑誌名: Proc. Fifth Intl. Conf. on Inertial Fusion Sci. and Applications, (IFSA2007), J. Phys. Conf. Ser 112 ページ: 42014-42014
  • 査読あり
• [雑誌論文] Direct measurements of impact devolatilization of calcite using a laser gun (2008)
  • 著者名/発表者名: Ohno, S., T. Kadono, K. Ishibashi, K. Kawaragi, S. Sugita, E. Nakamura, and T. Matsui
  • 雑誌名: Geophys. Res. Lett 35, L13202, doi : 10. 1029/ 2008GL033796
  • 査読あり
• [雑誌論文] The role of organic haze in Titan's atmospheric chemistry II : Effect of heterogeneous reaction to the hydrogen budget and chemical composition of the atmosphere (2008)
  • 著者名/発表者名: Sekine, Y., S. Lebonnois, H. Imanaka, T. Matsui, B. N. Khare, E. L.O. Bakes, C. P. McKay, and S. Sugita
  • 雑誌名: Icarus 194 ページ: 201-211
  • 査読あり
• [雑誌論文] The role of organic haze in Tita's atmospheric chemistry I : Laboratory investigation on heterogeneous reaction of atomic hydrogen with Titan tholin (2008)
  • 著者名/発表者名: Sekine, Y., H. Imanaka, T. Matsui, B. N. Khare, E. L.O. Bakes, C. P. McKay, and S. Sugita
  • 雑誌名: Icarus 194 ページ: 186-200
  • 査読あり
• [雑誌論文] タイタン大気における有機物エアロゾルの表面不均一反応とその役割 (2008)
  • 著者名/発表者名: 関根康人, 今中宏, 杉田精司, セバスチャン レボノア, エマ ベイクス, ビシュン カレー, クリス マッケイ, 松井孝典
  • 雑誌名: 日本惑星科学会誌 遊星人 17 ページ: 105-116
  • NAID: 110006793345
  • 査読あり
• [雑誌論文] レーザー銃実験と衝突脱ガスの新しい描像 (2008)
  • 著者名/発表者名: 大野宗祐, 門野敏彦, 河原木皓, 石橋高, 黒澤耕介, 関根康人, 杉田精司, 中村栄三, 松井孝典
  • 雑誌名: 日本惑星科学会誌 遊星人 17 ページ: 98-104
  • NAID: 110006793344
  • 査読あり
• [雑誌論文] Toward applications of LIBS to the lunar and asteroid explorations : Effects of laser pulse repetition rate (2008)
  • 著者名/発表者名: Kamata, S., K. Kurosawa, S. Sugita, Y. Sekine, M. Yokoyama, K. Ozawa, and T. Matsui,
  • 雑誌名: Proc. of 41th Lunar and Planet. Symp ページ: 159-162
• [雑誌論文] Cyanide production by chemical reactions between impactor material and an ambient atmosphere after oblique impacts (2008)
  • 著者名/発表者名: Kurosawa, K., Y. Sekine, S. Sugita, N. Ohkouchi, N. O. Ogawa, K. Ishibashi, T. Kadono, S. Ohno, and T. Matsui
  • 雑誌名: Proc. of 41th Lunar and Planet. Symp ページ: 163-167
• [雑誌論文] Impact Vaporization with a velocity larger than 10 km/s (2008)
  • 著者名/発表者名: Kadono, T., Y. Hironaka, K. Otani, T. Sano, T. Fujiwawa, K. Takarada, A. Shiroshita, S. Fujioka, and K. Shigemori, T. Sakaiya, K. Miyanishi and N. Ozaki, K. Kurosawa, S. Sugita, and T. Matsui
  • 雑誌名: Proc. of 40th ISAS Lunar Planet. Symp 41 ページ: 35-38
• [雑誌論文] Non-intrusive measurements of crater growth (2008)
  • 著者名/発表者名: Barnouin-Jha, O. S. , S Yamamoto, T. Toriumi, S. Sugita, and T. Matsui
  • 雑誌名: Icarus 188 ページ: 506-521
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spectroscopic observation of thermal dissociation of SiO_2 in impact-induced vapor (2008)
  • 著者名/発表者名: Fuyuki, M., S. Sugita, S. Hasegawa, T. Kadono, and T. Matsui
  • 雑誌名: Earth Planet. Space 59 ページ: 437-451
  • 査読あり
• [雑誌論文] Impact vaporization of rocks using a high-power laser (2008)
  • 著者名/発表者名: Kadono T. K. Shigemori, S. Fujioka, K. Otani, T. Sano, Y. Sakawal, H. Azechi, N, Ozaki, T. Kimuta, K. Miyanishi, T. Endo, M. Arakawa, A. M. Nakamura, S. Sugita, and T. Matsui
  • 雑誌名: Proc. Fifth Intl. Conf on Inertial Fusion Sci. and Applications, (IFSA2007), J. Phys. Conf. Ser. 112 ページ: 42014-42014
  • 査読あり
• [雑誌論文] Direct measurernents of impact devolatilization of calcite using a laser gun (2008)
  • 著者名/発表者名: Ohno, S., T, Kadono, K. Ishibasbi, K. Kawaragi, S. Sugita, E. Nakamura, and T. Matsui
  • 雑誌名: Geophysical Research Letters 35
  • 査読あり
• [雑誌論文] 高出力レーザーを使った弾丸飛翔体加速および衝突実験:秒速10kmを越える衝突 (2008)
  • 著者名/発表者名: 門野敏彦,重森啓介,境家達弘,輩中陽一郎,佐野孝好,大谷一人,藤原隆史,持山智浩,藤岡慎介,黒澤耕介,城下明之,宮西宏併,尾崎典雅,関根康人,杉田精司,松井孝典,橘省吾,大野宗祐,荒川政彦,竹内拓,中村昭子
  • 雑誌名: 目本惑星科学会誌 遊星人 18 ページ: 4-9
  • NAID: 110007162103
  • 査読あり
• [雑誌論文] タイタン大気における有機物エアロゾルの表面不均一反応とその役割 (2008)
  • 著者名/発表者名: 関根康人,今中宏,杉田精司,セバスチャンレポノア,エマベイクス,ビシュンカレー,クリスマッケイ,松井孝典
  • 雑誌名: 日本惑星科学会誌 遊星人 17 ページ: 105-116
  • NAID: 110006793345
  • 査読あり
• [雑誌論文] レーザー銃実験と衝突脱ガスの新しい描像 (2008)
  • 著者名/発表者名: 大野宗祐,門野敏彦,河原木皓,石橋高,黒澤耕介,関根康入,杉田精司,中村栄三,松井孝典
  • 雑誌名: 日本惑星科学会誌 遊星人 17 ページ: 98-104
  • NAID: 110006793344
  • 査読あり
• [雑誌論文] The role of organic haze in Titan's atmospheric chemistry II : Effect of heterogeneous reaction to the hydrogen budget and chemical composition of the atmosphere (2008)
  • 著者名/発表者名: Sekine, Y., S. Lebonnois, H. Imanaka, T. Matsui, B. N. Khare, E. L. O. Bakes, C. P. McKay, S. Sugita
  • 雑誌名: Icarus 194 ページ: 201-211
  • 査読あり
• [雑誌論文] The role of organic haze in Tita's atmospheric chemistry I : Laboratory investigation on heterogeneous reaction of atomic hydrogen with Titan tholin (2008)
  • 著者名/発表者名: Sekine, Y., H. Imanaka, T. Matsui, B. N. Khare, E. L. O. Bakes, C. P. McKay, S. Sugita
  • 雑誌名: Icarus 194 ページ: 201-211
  • 査読あり
• [雑誌論文] HCN formation by the chemical interaction between high-speed impact fragments and a planetary atmosphere (2007)
  • 著者名/発表者名: Kurosawa, K., K. Ishibashi, S. Sugita, T. Kadono, S. Ohno, and T. Matsui
  • 雑誌名: Proc. of 40th ISAS Lunar Planet. Symp 40 ページ: 101-105
• [雑誌論文] Spectroscopic observation of thermal dissociation of SiO_2 in impact-induced vapor (2007)
  • 著者名/発表者名: Fuyuki, M., S. Sugita, S. Hasegawa, T. Kadono, T. Matsui
  • 雑誌名: Earth Planets and Space 59 ページ: 437-451
  • 査読あり
• [雑誌論文] Non-intrusive measurements of crater growth (2007)
  • 著者名/発表者名: Barnouin-Jha, O. S., S Yamamoto, T. Toriumi, S. Sugita, T. Matsui
  • 雑誌名: Icarus 188 ページ: 506-521
  • 査読あり
• [学会発表] Determination of the Decomposition Boundary of CaCO_3 at High Temperature : Implications for Impact-induced Degassing of CaCO_3 (2009)
  • 著者名/発表者名: Ishibshi, K, et.al.
  • 学会等名: Lunar Planet. Sci. Conf., XXXX, #1569
  • 発表場所: Houston Texas, U.S.A.
  • 年月日: 2009-03-26
• [学会発表] In-situ spectroscopic observation of silicate vaporization due to >10km/s impacts using a laser-driven launcher (2009)
  • 著者名/発表者名: Sugita, S., et.al.
  • 学会等名: Lunar Planet. Sci. Conf., XXXX, #2493
  • 発表場所: Houston Texas, U.S.A.
  • 年月日: 2009-03-26
• [学会発表] In-situ spectroscopic observation of silicate vaporization due to>10km/s impacts using alaser-driven launcher (2009)
  • 著者名/発表者名: Sugita, S., K. Kurosawa, T. Kadono, Y. Hironaka, K. Otani, A. Shiroshita, N. Ozaki, K. Miyanjshi, Y. Sekine, K. Nakamura, S. Fukuzaki, T. Sano, T. Sakaiya, T. Fujiwara, T. Mochiyama, K. Takarada, S. Fujioka, K. Shigemori, S. Ohno, S. Tachibana, and T. Matsui
  • 学会等名: 40th Lunar ahd Planetary Science Conference
  • 発表場所: Houston, Texas, USA
  • 年月日: 2009-03-26
• [学会発表] Determination of the Decomposition Boundary of CaCO3 at High TemperatUre: Implications for Impact-induced Degassing of CaCO3 (2009)
  • 著者名/発表者名: Ishibshi, K., T. Yagi, and T. Matsui
  • 学会等名: 40th Lunar and Planetary Science Conference
  • 発表場所: Houston, Texas, USA
  • 年月日: 2009-03-26
• [学会発表] Cyanide production by chemical reactions between impactor material and an ambient atmosphere after oblique impacts (2009)
  • 著者名/発表者名: Kurosawa, K. et.al.
  • 学会等名: Lunar Planet. Sci. Conf., XXXX, #1636
  • 発表場所: Houston Texas, U.S.A.
  • 年月日: 2009-03-24
• [学会発表] Impact devolatilization of ammonium sulfate : implications for the origin of N2 in Titan's atmosphere (2009)
  • 著者名/発表者名: Fukuzaki, S. et.al.
  • 学会等名: Lunar Planet. Sci. Conf., XXXX, #1575
  • 発表場所: Houston Texas, U.S.A.
  • 年月日: 2009-03-24
• [学会発表] Cyanide production by chemical reactions between impactor material and anambient atmosphere after oblique impacts (2009)
  • 著者名/発表者名: Kurosawa, K., Y. Sekine, S. Sugita, N. Ohkouchi, N. O. Ogawa, K. Ishjbashi, T. Kadono, S. Ohno. and T. Matsui
  • 学会等名: 40th Lunar and Planetary Science Conference
  • 発表場所: Houston, Texas, USA
  • 年月日: 2009-03-24
• [学会発表] Impact devolatilization of ammonium sulfate: implications for the origin of N2 in Titan's atmosphere (2009)
  • 著者名/発表者名: Fukuzaki, S., Y. Sekine,K. Kurosawa, S. Sugita, T. Kadono, and T. Matsui
  • 学会等名: 40th Lunqr and Planetary Science Conference
  • 発表場所: Houston, Texas, USA
  • 年月日: 2009-03-24
• [学会発表] Spectroscopic observations of a liquid-vapor phase change of silicate in the warm dense matter region (2009)
  • 著者名/発表者名: Kurosawa, K., et.al.
  • 学会等名: International Workshop on Warm Dense Matter 2009
  • 発表場所: Hakone
• [学会発表] Technique for acceleration of prqjectiles to a velocity Iarger than the escape velocity of Earth 11.2 km/s (2008)
  • 著者名/発表者名: Kadono, T., Y. Hirdnaka, K. Otani, T. Sano, T. Fujiwarea, K. Takarada, A. Shiroshita, S. Fujioka, K. Shigemori, T. Sakaiya, K. Miyanishi, N Ozaki K. Kurosawa, S. Sugita, T. Matsui
  • 学会等名: American Geophysical Union Fall Meeting
  • 発表場所: San Francisco. California, USA
  • 年月日: 2008-12-17
• [学会発表] Technique for acceleration of projectiles to a velocity larger than the escape velocity of Earth 11.2 km/s (2008)
  • 著者名/発表者名: Kadono, T. et.al.
  • 学会等名: AGU Fall Meeting, #P31A-1387
  • 発表場所: San Francisco, California, U.S.A
  • 年月日: 2008-12-12
• [学会発表] Toward applications of LIBS to the lunar and asteroid explorations: Effects of laser pulse repetition rate (2008)
  • 著者名/発表者名: Kamata, S., K. Kurosawa, S. Sugita, Y. Sekine, M. Yokoyama, K, Ozawa. and T. Matsui
  • 学会等名: 41th ISAS Lunar amd Planetary Symposium
  • 発表場所: 神奈川県相模原市
  • 年月日: 2008-08-08
• [学会発表] Cyanide production by chemical reactions between impactor material and anambient atmosphere after oblique impacts (2008)
  • 著者名/発表者名: Kurosawa, K., Y. Sekine, S. Sugita, N, Ohkouchi, N. O. Ogawa, K. Ishibashi, T. Kadono, S.Ohno, and T. Matsui
  • 学会等名: 41th ISAS Lupar and Planetary Symposium
  • 発表場所: 神奈川県相模原市
  • 年月日: 2008-08-08
• [学会発表] An experimental study on HCN production in redox-neutral atmospheres by oblique impacts : size and velocity scaling (2008)
  • 著者名/発表者名: Kurosawa, K., K. Ishibashi, S. Sugita, T. Kadono, S. Ohno, T. Matsui
  • 学会等名: Lunar Planet. Sci. Conf., XXXIX, #2037
  • 発表場所: Houston Texas, U.S.A.
  • 年月日: 2008-03-13
• [学会発表] Impact devolatilization of calcite : Direct measurements using a laser gun (2008)
  • 著者名/発表者名: Ohno, S. T. Kadono, K. Ishibashi, K. Kawaragi, S. Sugita, E. Nakamura, T. Matsui
  • 学会等名: 39^<th> Lunar and Planetary Science Conference
  • 発表場所: League City, Texas, USA
  • 年月日: 2008-03-13
• [学会発表] Acceleration of projectiles to >10 km/s with a laser gun : Toward silicate impact vaporization experiments (2008)
  • 著者名/発表者名: Sugita, S., T. Kadono, K. Shigemori, S. Fujioka, K. Otani, T. Sano, Y. Sakawa, H. Azechi, N. Ozaki, T. Kimura, K. Miyanishi, T. Endo, M. Arakawa, A. M. Nakamura, T. Matsui
  • 学会等名: 39^<th> Lunar and Planetary Science Conference
  • 発表場所: League City, Texas, USA
  • 年月日: 2008-03-13
• [学会発表] An experimental study on HCN production in redox-neutral atmospheres by oblique impacts : size and velocity scaling (2008)
  • 著者名/発表者名: Kurosawa, K., K. Ishibashi, S. Sugita, T. Kadono, S. Ohno, T. Matsui
  • 学会等名: 39^<th> Lunar and Planetary Science Conference
  • 発表場所: League City, Texas, USA
  • 年月日: 2008-03-13
• [学会発表] Acceleration of projectiles to >10 km/s with a laser gun : Toward silicate impact vaporization experiments (2008)
  • 著者名/発表者名: Sugita, S., T. Kadono, K. Shigemori, S. Fujioka, K. Otani, T. Sano, Y. Sakawa, H. Azechi, N. Ozaki, T. Kimura, K. Miyanishi, T. Endo, M. Arakawa, A. M. Nakamura, and T. Matsui
  • 学会等名: Lunar Planet. Sci. Conf., XXXIX, #2501
  • 発表場所: Houston Texas, U.S.A.
  • 年月日: 2008-03-11
• [学会発表] Constrants from laboratory experiments on crater excavation and formation of an uprange forbidden zone in an oblique impact (2008)
  • 著者名/発表者名: Herrick, R. R., S. Yamamoto, O. S. Barnouin-Jha, S. Sugita, and T. Matsui
  • 学会等名: Lunar Planet. Sci. Conf., XXXIX, #2305
  • 発表場所: Houston Texas, U.S.A.
  • 年月日: 2008-03-11
• [学会発表] Effects of target material properties on transient crater growth (2008)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto, S., S. Sugita, T. Matsui
  • 学会等名: 39^<th> Lunar and Planetary Science Conference
  • 発表場所: League City, Texas, USA
  • 年月日: 2008-03-11
• [学会発表] Constrants from laboratory experiments on crater excavation and formation of an uprange forbidden zone in an oblique impact (2008)
  • 著者名/発表者名: Herrick, R. R., S. Yamamoto, O. S. Barnouin-Jha, S. Sugita, T. Matsui
  • 学会等名: 39^<th> Lunar and Planetary Science Conference
  • 発表場所: League City, Texas, USA
  • 年月日: 2008-03-11
• [学会発表] Impact devolatilization of calcite ; Direct measurements using a laser gun (2008)
  • 著者名/発表者名: Ohno, S., T. Kadono, K. Ishibashi, K. Kawaragi, S. Sugita, E. Nakamura, T. Matsui
  • 学会等名: Lunar Planet. Sci. Conf., XXXIX, #2046
  • 発表場所: Houston Texas, U.S.A.
  • 年月日: 2008-03-10
• [学会発表] Projectile acceleration to a velocity over the Earth's escape velocity and application in planetary science (2008)
  • 著者名/発表者名: Kadono, T. et.al.
  • 学会等名: American Physical Society, 2008 APS April Meeting and HEDP/HEDLA Meeting (Apr. 11-15), #S1.024
  • 発表場所: Huntsville, Tennessee, U.S.A.
• [学会発表] HCN formation by the chemical interaction between high-speed impact fragments and a planetary atmosphere (2007)
  • 著者名/発表者名: Kurosawa, K., K. Ishibashi, S. Sugita, T. Kadono, S. Ohno, T. Matsui
  • 学会等名: 40th ISAS Lunar and Planetary Symposium
  • 発表場所: 神奈川県相模原市
  • 年月日: 2007-07-27