研究課題
基盤研究(A)
本研究は、地球マントルと隕石のMo及びRu同位体組成がリンクしないという「親鉄元素同位体のパラドックス」に着目し、その問題解決を通じて地球型惑星の起源に迫ることを目的とする。そのため、コンドライトや分化隕石に加え、原始地球の組成を残しうる太古代コマチアイトを対象に、高精度Mo・Ru同位体分析を実施する。また、月隕石・火星隕石の同位体分析も行い、地球集積最終段階におけるマントル同位体組成の変化を明らかにする。得られた同位体データを地球型惑星の集積成長に関する理論モデルに適用し、地球型惑星の形成に寄与した物質の詳細と、供給物質の時間変化を一体的に解明する。
本研究は、地球マントルと隕石のMo同位体組成がリンクしない「親鉄元素同位体のパラドックス」に着目し、その問題解決を通じて地球の起源に迫ることを目的とする。太古代試料のMo同位体組成を測定したところ、誤差範囲を超える非質量依存Mo同位体異常は見つからなかった。本研究で開発した地球集積モデルの数値計算では、地球原材料の90%はNC的、10%はCC的物質であり、後期集積で加わった物質も地球原材料と同じ比率で構成されることが判明した。これは、CC的物質が後期集積で加わったとする従来の仮説を覆す結果であるが、太古代試料と現世マントルのMo同位体組成に大きな違いがない、という我々の分析結果とは矛盾しない。
地球の原材料や形成過程を解明することは、地球惑星科学分野の根幹をなす重要課題である。従来、原始地球は太陽系内側領域に存在したNC的物質を材料に作られ、最後に太陽系の遠方に由来するCC的物質が降り注いだことにより地球が完成したと考えられてきた。しかし、本研究により、地球原材料の90%はNC的、10%はCC的物質であり、後期集積で加わった物質も地球原材料と同じ比率で構成されることが判明した。このことが、太古代試料にMo同位体異常が見られないことの本質的原因であると結論付けられる。このように、本研究は地球形成に関する従来の描像を刷新したといえる。
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