原始惑星系円盤でのフォルステライト異方的成長：宇宙鉱物学の新展開

• 研究課題/領域番号: 25287140
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 岩石・鉱物・鉱床学
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 橘 省吾 北海道大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (50361564)
• 研究分担者: 三宅 亮 京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (10324609) ; 坂本 直哉 北海道大学, 創成研究機構, 助教 (30466429) ; 川野 潤 北海道大学, 創成研究機構, 特任助教 (40378550)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 15,210千円 (直接経費: 11,700千円、間接経費: 3,510千円); 2015年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2014年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2013年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
• キーワード: フォルステライト / 原始太陽系円盤 / 気相成長 / 速度論 / 宇宙鉱物学 / 原始惑星系円盤 / 凝縮 / ダスト / 赤外線天文学

研究成果の概要

宇宙鉱物学への応用をめざし，宇宙に主要に存在する鉱物であるフォルステライトの気相成長速度および異方性を原始惑星系円盤条件 (温度，圧力，ガス組成) を制御した実験で求める研究をおこなった．原始惑星系円盤でのフォルステライト形成条件に近い 1350 K，水素圧 5 Pa，水蒸気/水素比 0.05 を赤外線真空炉中に作成し，過飽和比 15-20 の条件でフォルステライトの気相成長の効率を表すパラメータ凝縮係数が 0.003-0.006 であることを決定した．

研究成果

• [雑誌論文] Evaporation and condensation kinetics of corundum: the origin of the 13 μm feature of oxygen-rich agb stars (2015)
  • 著者名/発表者名: Takigawa A., Tachibana S., Nagahara H., and Ozawa K.
  • 雑誌名: Astrophys. J. Supplement 巻: 218 号: 1 ページ: 1-17
  • DOI: 10.1088/0067-0049/218/1/2
  • NAID: 120005668070
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] High-temperature water-rock interactions and hydrothermal environments in the chondrite-like core of Enceladus (2015)
  • 著者名/発表者名: Sekine, Y., Shibuya, T., Postberg, F., Hsu, H.-W., Suzuki, K., Masaki, Y., Kuwatani, T., Mori, M., Hong, P.K., Yoshizaki, M., Tachibana, S., Sirono, S.
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 6 号: 1 ページ: 1-8
  • DOI: 10.1038/ncomms9604
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Mineralogy and noble gas isotopes of micrometeorites collected from Antarctic snow (2015)
  • 著者名/発表者名: Ryuji Okazaki, Takaaki Noguchi, Shin-ichi Tsujimoto, Yu Tobimatsu, Tomoki Nakamura, Mitsuru Ebihara, Shoichi Itoh, Hiroko Nagahara, Shogo Tachibana, Kentaro Terada and Hikaru Yabuta
  • 雑誌名: Earth, Planets and Space 巻: 67 号: 1 ページ: 90-90
  • DOI: 10.1186/s40623-015-0261-8
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Ongoing hydrothermal activities within Enceladus (2015)
  • 著者名/発表者名: Hsu, H-W., F. Postberg, Y. Sekine, T. Shibuya, S. Kempf, M. Horanyi, A. Juhasz, N. Altobelli, K. Suzuki, Y. Masaki, T. Kuwatani, S. Tachibana, S. Sirono, G. Moragas-Klostermeyer, R. Srama
  • 雑誌名: Nature 巻: 519 号: 7542 ページ: 207-219
  • DOI: 10.1038/nature14262
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Incorporation of Mg2+ in surface Ca2+ sites of aragonite: an ab initio study (2015)
  • 著者名/発表者名: Kawano J., Sakuma H. and Nagai T.
  • 雑誌名: Progress in Earth and Planetary Science 巻: 2 号: 1 ページ: 1-8
  • DOI: 10.1186/s40645-015-0039-4
  • NAID: 120005677757
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Towards understanding the dynamical evolution of asteroid 25143 Itokawa: constraints from sample analysis (2014)
  • 著者名/発表者名: Connolly, H. C., Lauretta, D. S., Walsh, K. J., Tachibana, S., and Bottke, W. F.
  • 雑誌名: Earth, Planets and Space 巻: 67 号: 1 ページ: 1-6
  • DOI: 10.1186/s40623-015-0185-3
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Reduction experiment of FeO-bearing amorphous silicate: application to origin of metallic iron in GEMS (2014)
  • 著者名/発表者名: Matsuno, J., Tsuchiyama, A., Miyake, A., Noguchi, R., and Ichikawa, S.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 792 号: 2 ページ: 136-144
  • DOI: 10.1088/0004-637x/792/2/136
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] (2014), Origins of Al-rich chondrules : Clues from a compound Al-rich chondrule in the Dar al Gani 978 carbonaceous chondrite (2014)
  • 著者名/発表者名: Zhang, A., Itoh, S., Sakamoto, N., Wang, R., Yurimoto, H.
  • 雑誌名: Geochemica et Cosmochimica Acta 巻: 130 ページ: 78-92
  • DOI: 10.1016/j.gca.2013.12.026
  • 査読あり
• [雑誌論文] Experimental Studies on Dust Formation in Space (2014)
  • 著者名/発表者名: Tachibana S. and Takigawa A.
  • 雑誌名: Proceedings of Science 巻: LCDU2013 ページ: 46-46
• [雑誌論文] Morphology and crystal structures of solar and presolar Al2O3 in unequilibrated ordinary chondrites (2014)
  • 著者名/発表者名: Takigawa, A., Tachibana, S., Huss, G. R., Nagashima, K., Makide, K., Krot , N. K., Nagahra, H.
  • 雑誌名: Geochimica Cosmochimica et Acta 巻: 124 ページ: 309-327
  • DOI: 10.1016/j.gca.2013.09.013
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Dehydration breakdown of antigorite and the formation of B-type olivine CPO (2014)
  • 著者名/発表者名: Takayoshi Nagaya, Simon R. Wallis, Hiroaki Kobayashi, Katsuyoshi Michibayashi, Tomoyuki Mizukami, Yusuke Seto, Akira Miyake, Megumi Matsumoto
  • 雑誌名: Earth and Planetary Science Letters 巻: 387 ページ: 67-76
  • DOI: 10.1016/j.epsl.2013.11.025
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analysis of Coherently Grown GaAsN/Ge: Effects of Different Gaseous Sources. (2013)
  • 著者名/発表者名: Kawano, J., Kangawa, Y., Yayama, T., Kakimoto, K. and Koukitu A.
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: ５２ ページ: 45601-45601
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ion implantation and diffusion of zinc in dense SnO₂ ceramics (2013)
  • 著者名/発表者名: Hashiguchi, M., Sakaguchi, I., Sakamoto, N., Yurimoto, H., Hishita, S., Ohashi, N.
  • 雑誌名: Journal of the Ceramic Society of Japan 巻: 121 号: 1420 ページ: 1004-1007
  • DOI: 10.2109/jcersj2.121.1004
  • NAID: 130004950887
  • ISSN: 1348-6535, 1882-0743
  • 査読あり
• [学会発表] A kinetic study on hydrous mineral formation reaction between amorphous forsterite and water vapor in protoplanetary disks (2016)
  • 著者名/発表者名: D. Yamamoto, S. Tachibana
  • 学会等名: 46th Lunar and Planetary Science Conference
  • 発表場所: Woodlands, Texas, USA
  • 年月日: 2016-03-21
  • 国際学会
• [学会発表] Crystallization of amorphous forsteirite promoted by water vapor (2015)
  • 著者名/発表者名: D. Yamamoto, S. Tachibana
  • 学会等名: 78th Annual Meeting of the Meteoritical Society
  • 発表場所: Berkeley, California, USA
  • 年月日: 2015-07-27
  • 国際学会
• [学会発表] 炭酸カルシウムクラスターおよび結晶表面におけるイオン吸着過程の解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 川野 潤
  • 学会等名: 日本物理学会第70回年次大会
  • 発表場所: 早稲田大
  • 年月日: 2015-03-21 – 2015-03-24
  • 招待講演
• [学会発表] Condensation Coefficient of Forsterite in the H2-H2O-Mg2SiO4 System (2015)
  • 著者名/発表者名: Tachibana S. and Takigawa A.
  • 学会等名: 46th Lunar and Planetary Science Conference
  • 発表場所: Housotn, TX
  • 年月日: 2015-03-16 – 2015-03-20
• [学会発表] Experimental Study on Hydrous Mineral Formation Reaction Between Amorphous Forsterite and Water Vapor (2015)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto, D., Tachibana, S., Nagahara, H., Ozawa, K. and Tsuchiyama, A.
  • 学会等名: 46th Lunar and Planetary Science Conference
  • 発表場所: Housotn, TX
  • 年月日: 2015-03-16 – 2015-03-20
• [学会発表] 原始惑星系円盤条件でのフォルステライト気相成長 (2014)
  • 著者名/発表者名: 橘省吾, 瀧川晶, 三宅亮, 永原裕子, 小澤一仁
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2014年大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2014-04-28 – 2014-05-02
• [学会発表] 太陽系の進化をさぐる物質科学：「はやぶさ2」サンプルリターン・室内実験 (2014)
  • 著者名/発表者名: 橘省吾
  • 学会等名: 首都大学東京研究環シンポジウム：宇宙の化学進化2014
  • 発表場所: 首都大学東京，八王子
  • 招待講演
• [学会発表] Condensation of forsterite under controlled protoplanetary disk conditions (2014)
  • 著者名/発表者名: Tachibana S., Takigawa A., Miyake A., Nagahara H. and Ozawa K.
  • 学会等名: 45th Lunar and Planetary Science Conference
  • 発表場所: The Woodlands Waterway Marriott Hotel and Convention Center, Houston, USA
• [学会発表] H2O/H2比に規定されるフォルステライト蒸発挙動 (2013)
  • 著者名/発表者名: 橘省吾，瀧川晶
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2013年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ，千葉
• [学会発表] 原始惑星系円盤条件での Mg2SiO4-H2-H2O 系凝縮実験 (2013)
  • 著者名/発表者名: 橘省吾，瀧川晶
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2013年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ，千葉
• [学会発表] はやぶさ2：太陽系大航海時代にめざす科学 (2013)
  • 著者名/発表者名: 橘省吾
  • 学会等名: 第61回質量分析総合討論会
  • 発表場所: つくば国際会議場，つくば
  • 招待講演
• [学会発表] 太陽系の起源・進化をさぐる始原天体探査 (2013)
  • 著者名/発表者名: 橘省吾
  • 学会等名: 第4回深宇宙探査シンポジウム
  • 発表場所: 東大柏キャンパス，柏
  • 招待講演
• [学会発表] 初期太陽系化学進化：隕石の化学的多様性と地球型惑星 (2013)
  • 著者名/発表者名: 橘省吾
  • 学会等名: 理論天文学研究会2013
  • 発表場所: ホテル四季彩，湯河原
  • 招待講演
• [学会発表] Experimental studies on dust formation in space (2013)
  • 著者名/発表者名: Tachibana S.
  • 学会等名: The Life Cycle of Dust in the Universe
  • 発表場所: Academia Sinica, Taipei, Taiwan
  • 招待講演
• [学会発表] Evaporation behavior of forsterite (Mg2SiO4) in H2O-H2 gas (2013)
  • 著者名/発表者名: Tachibana S. and Takigawa A.
  • 学会等名: Goldschmidt Conference 2013
  • 発表場所: Firenze Fiera Congress and Exhibition Centre, Florence, Italy
• [学会発表] Hydration of amorphous magnesium silicates - Experimental study (2013)
  • 著者名/発表者名: Tachibana S., Nagahara H. and Ozawa K.
  • 学会等名: 76th Annual Meeting of the Meteoritical Society
  • 発表場所: Chateau Lacombe Hotel, Edmonton, Canada
• [学会発表] Cs補正走査透過電子顕微鏡による造岩鉱物の原子像観察 (2013)
  • 著者名/発表者名: 三宅亮，藤昇一，福永啓一
  • 学会等名: 日本顕微鏡学会第69回学術講演会
  • 発表場所: ホテル阪急エキスポパーク，大阪
• [学会発表] イトカワレゴリス粒子の宇宙風化微細組織の評価：太陽風を模擬したイオン照射実験との比較 (2013)
  • 著者名/発表者名: 松本徹，土山明，瀧川晶，安田啓介，中田吉則，三宅亮
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2013年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ，千葉
• [学会発表] Ion irradiation experiments to olivine: Comparison with space weathering rims of Itokawa and lunar regolith particles (2013)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto T., Tsuchiyama A., Takigawa A., Yasuda K., Nakata Y., Watanabe N., Kouchi A., Nakamura M., Miyake A. and Ohtake M.
  • 学会等名: Goldschmidt Conference 2013
  • 発表場所: Firenze Fiera Congress and Exhibition Centre, Florence, Italy
• [学会発表] Incorporation of divalent cations into surface sites and clusters of calcium carbonate (2013)
  • 著者名/発表者名: Kawano J., Sakuma H. and Nagai T.
  • 学会等名: 17th International Conference on Crystal Growth and Epitaxy
  • 発表場所: University of Warsaw, Warsaw, Poland
• [学会発表] 炭酸カルシウム多形の形成過程とその前駆物質 (2013)
  • 著者名/発表者名: 川野潤
  • 学会等名: 日本結晶成長学会
  • 発表場所: 長野市諸生涯学習センター，長野
  • 招待講演
• [学会発表] 炭酸カルシウム多形の無機的沈殿過程と不純物効果の理論的解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 川野潤
  • 学会等名: 東京大学大気海洋研究所シンポジウム 「バイオミネラリゼーションと石灰化－遺伝子から地球環境まで－」
  • 発表場所: 東大柏キャンパス，柏
  • 招待講演
• [図書] 宇宙と生命の起源2 ～素粒子から細胞へ (2014)
  • 著者名/発表者名: 小久保英一郎・嶺重慎
  • 総ページ数: 256
  • 出版者: 岩波書店