| 研究課題/領域番号 |
22K18735
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分17:地球惑星科学およびその関連分野
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
寺田 健太郎 大阪大学, 大学院理学研究科, 教授 (20263668)
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| 研究期間 (年度) |
2022-06-30 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2024年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2023年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2022年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
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| キーワード | 小惑星リュウグウ / C型小惑星 / 炭素質隕石 / 同位体分析 / U-Pb年代 / SIMS / 局所分析 / はやぶさ２ / 年代分析 / 質量分析 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
地球近傍C型小惑星リュウグウのラブルパイル構造は、かつて存在した大型の小惑星が破砕し、その岩塊が最集積したことを如実に物語っている。またC型小惑星オイラリア族は、その約1800個の小惑星群の特異な軌道分布から、100km超の母天体が約8.3億年前にカタストロフィックに破砕した残骸と考えられている。地球に飛来する炭素質隕石は、このようなC型小惑星の破片である可能性が高い。しかしながら炭素質隕石の衝突年代史の報告は皆無である。本計画では、結晶化年代と衝突年代の2つの年代を導出することができるU-Pb系に着目し、熱変成の痕跡のある炭素質隕石のU-Pbシステマティックスを精査する。
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| 研究実績の概要 |
地球近傍小惑星リュウグウやベヌーのラブルパイル構造(岩塊の集積構造)の観測から、 かつて大型のC型小惑星母天体の破砕が起こったことは明白である。しかし、そのカウンターパートである地球に飛来する炭素質隕石では、Ar-Arショック年代分析の技術的な難しさから衝撃変成の年代学的な議論は殆どなされていない。本研究は、結晶化年代と衝撃変成年代の同時決定の実績のある局所U-Pb年代分析法を用い、炭質コンドライト隕石のU-Pbシステマティックスを系統的に調べ、母天体の衝突破壊の年代学的な痕跡を調べるのが目的である。
2022年度は、東京大学大気海洋研究所のNanoSIMSを用い、小惑星リュウグウ微粒子、CI隕石に分類されるOrguei、Yamato-980115、Yamato-86029のU-Pb年代分析を行なった。リュウグウ微粒子とOrgueiのU-Pbシステマティックスは約46億年の古いコンコーディアを示し、先行研究で示されたMn-Cr系の結果（水質変成年代; Yokoyama et al. 2022）と一致した。一方、Yamato-980115、Yamato-86029はディスコーディアの特徴を示した。これら４試料が同一天体であると仮定すると、ディスコーディアの特徴から得られる変成年代は10億年以下を示した。このような若い年代のU-Pb系を乱した熱源として、短寿命核種26Alの放射壊変熱は考えられないことから、天体衝突と考えるのが妥当である。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
CI隕石の物理パラメーターを考慮したC型小惑星母天体の破砕シミュレーション(Nakamura et al. 2022。寺田も共著)によると、母天体のインパクト直下では700°Cまで温度が上がるものの、体積的に多くの領域では、90°Cまでしか温度が上がらないことが明らかになった。U-Pb系の閉鎖温度は500-600°Cであり、衝突でこの温度以上にならなければU-Pb系は乱されない（つまり、衝突年代を導出することができない）。このような条件で、小惑星リュウグウ、およびCIタイプ隕石から衝突変成の痕跡を見つけた意義は大きい。
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| 今後の研究の推進方策 |
まずは、小惑星リュウグウ、CIタイプ隕石から得られた衝突年代の成果を論文にまとめる。またHeated CM隕石を入手し、U-Pb年代分析に適切な鉱物を探すことに注力する。
これまで、U-Pb年代分析は東京大学大気海洋研究のNanoSIMSを用いて行なってきたが、大阪大学でも同分析が行えるよう、当たらな装置の立ち上げを行う。
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