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小惑星ベスタの形成初期における大規模衝突破壊の年代学的検証

研究課題

研究課題/領域番号 19K03946
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分17010:宇宙惑星科学関連
研究機関東京工業大学

研究代表者

羽場 麻希子  東京工業大学, 理学院, 助教 (30598438)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワードVesta / zircon / U-Pb / Pu-Xe / HED / meteorite / HED隕石 / 小惑星ベスタ / 大規模衝突 / 高精度U-Pb年代分析 / Nb-Zr相対年代測定 / ユークライト / 隕石ジルコン / U-Pb年代 / (U-Th)/He年代 / ジルコン / ID-TIMS / ラマン分光分析 / 年代測定 / 分化天体 / 隕石年代学
研究開始時の研究の概要

小惑星ベスタは分化天体であり,隕石を用いた物質的研究と探査機による観察が行われている唯一の小惑星である.そのため,ベスタにおける隕石研究と探査研究は,双方の研究の組み合わせによる新しい研究の展開を考える上で重要である.ベスタ起源隕石から,ベスタは30-60 kmの原始地殻を保持する稀有な天体と考えられてきたが,探査の結果,ベスタの地殻は85 km以上に達することが明らかになった。これらの矛盾する結果に対し,ベスタが形成初期に大規模衝突を経験し内部構造が変化したとする説が提唱されている.本研究ではベスタの大規模衝突に関する仮説に対して,ベスタ起源隕石の年代測定を行い検証することを試みる.

研究成果の概要

小惑星ベスタの形成初期における巨大衝突の可能性を探るため,ベスタ由来の隕石であるHED隕石の年代測定を行い,年代学的な検証を行った.まず,玄武岩質ユークライト中のジルコンを用いて高精度U-Pb年代分析を行い,衝突の年代が得られるかを検証した.本研究で用いたCamel Donga隕石のジルコンの年代は,従来法と比べて年代に伴う誤差1/10以下まで低減することに成功したが,用いたジルコン粒子はいずれも地殻形成年代を示した.また,ホワルダイト全岩試料を用いた244Pu-Xeでは,ベスタの初期進化に相当する年代が得られたが,巨大衝突の年代の検出には至らなかった.

研究成果の学術的意義や社会的意義

小惑星ベスタにおける巨大衝突の可能性を探るため,ジルコンの高精度U-Pb年代測定法の改良に取り組んだ.HED隕石中のジルコンはベスタの地殻の初期進化を考える上で重要な年代情報を与えるが,ジルコンの粒径が小さいため,二次イオン質量分析計を用いた年代測定が行われている.この手法では年代に対して2000万年以上の誤差がつくため,初期イベントを年代学的に分離するために高精度な年代が必要とされている.本研究では年代誤差を100万年以下に低減することに成功しており,本手法が複数のHED隕石に適応されることで,ベスタの地殻の形成史が明らかになり,原始惑星の進化プロセスへの理解が深まることが期待される.

報告書

(6件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 3件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Giant impact onto a Vesta-like asteroid and formation of mesosiderites through mixing of metallic core and surface crust2022

    • 著者名/発表者名
      Sugiura Keisuke、Haba Makiko K.、Genda Hidenori
    • 雑誌名

      Icarus

      巻: 379 ページ: 114949-114949

    • DOI

      10.1016/j.icarus.2022.114949

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書 2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Cosmogenic noble gas nuclides in zircons from the Estherville mesosiderite2021

    • 著者名/発表者名
      Haba Makiko K.、Nagao Keisuke
    • 雑誌名

      Meteoritics & Planetary Science

      巻: 56 号: 5 ページ: 992-1004

    • DOI

      10.1111/maps.13660

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Precise initial abundance of Niobium-92 in the Solar System and implications for p-process nucleosynthesis2021

    • 著者名/発表者名
      Haba Makiko K.、Lai Yi-Jen、Wotzlaw Jorn-Frederik、Yamaguchi Akira、Lugaro Maria、Schonbachler Maria
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      巻: 118 号: 8 ページ: 1-7

    • DOI

      10.1073/pnas.2017750118

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書 2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] ID-TIMS zircon U?Pb geochronology of the Camel Donga eucrite2021

    • 著者名/発表者名
      Haba Makiko K.、Wotzlaw Jorn-Frederik
    • 雑誌名

      Chemical Geology

      巻: 567 ページ: 120073-120073

    • DOI

      10.1016/j.chemgeo.2021.120073

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書 2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Mesosiderite formation on asteroid 4 Vesta by a hit-and-run collision2019

    • 著者名/発表者名
      Makiko K. Haba, Jorn-Frederik Wotzlaw, Yi-Jen Lai, Akira Yamaguchi, Maria Schonbachler
    • 雑誌名

      Nature Geoscience

      巻: 12 号: 7 ページ: 510-515

    • DOI

      10.1038/s41561-019-0377-8

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 隕石ジルコンを用いた宇宙線照射年代測定法2022

    • 著者名/発表者名
      羽場麻希子、長尾敬介
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2022年大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 消滅核種ニオブ92の太陽系初生存在度の高精度決定2021

    • 著者名/発表者名
      羽場麻希子
    • 学会等名
      第68回日本地球化学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 隕石ジルコンの高精度CA-ID-TIMS U-Pb年代測定2020

    • 著者名/発表者名
      羽場麻希子、Jorn-Frederik Wotzlaw
    • 学会等名
      2020年度 日本地球化学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Chronological Evidence for Mesosiderite Formation on Vesta by a Hit-and-Run Collision2019

    • 著者名/発表者名
      Makiko K. Haba, Jorn-Frederik Wotzlaw, Yi-Jen Lai, Akira Yamaguchi, Maria Schonbachler
    • 学会等名
      The 82nd Annual Meeting of the Meteoritical Society
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 小惑星ベスタでの巨大衝突によるメソシデライトの形成2019

    • 著者名/発表者名
      羽場麻希子,Jorn-Frederik Wotzlaw, Yi-Jen Lai, 山口亮, Maria Schonbachler
    • 学会等名
      2019年度 日本地球化学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2025-01-30  

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