衝突生成超臨界水による初期太陽系有機物質の分解に関する実験的研究

• 研究課題/領域番号: 25871212
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 固体地球惑星物理学; 地球宇宙化学
• 研究機関: 千葉工業大学
• 研究代表者: 黒澤 耕介 千葉工業大学, 惑星探査研究センター, 研究員 (80616433)
• 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: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2015年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円); 2014年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2013年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
• キーワード: 高速度衝突 / 氷衛星 / 氷微惑星 / 二段式水素ガス銃 / 二段式軽ガス銃 / 衝突蒸発 / 化学反応 / 質量分析 / 彗星 / 天体衝突 / 氷天体 / 超臨界水 / 四重極質量分析器 / 数値衝突計算 / 有機物分解 / 高速撮像

研究成果の概要

開放系衝突実験で, 水氷を含む標的の蒸発・化学過程を調べるための実験系を構築した. 液体窒素で冷却可能なステージと, 四重極質量分析計を接続可能な専用実験チャンバを新規製作し, 千葉工業大学惑星探査研究センターに設置された二段式水素ガス飛翔体加速装置の後段に設置した. 研究の第一歩として水氷標的を用いた衝突実験を実施した. その結果, 構築した実験系で十分なS/Nで生成した水蒸気を検出できることを確かめることができた. 多少の実験手順の変更だけで, より複雑な標的(水氷-有機物-珪酸塩鉱物の混合物)を用いた衝突実験も可能になる見込みである.

研究成果

• [雑誌論文] Recovery of shocked samples from ~100 GPa to Hugoniot elastic limit (2016)
  • 著者名/発表者名: Nagaki, K., T. Kadono, T. Sakaiya, T. Kondo, K. Kurosawa, Y. Hironaka, K. Shigemori, and M. Arakawa
  • 雑誌名: Meteoritics and Planetary Science 巻: 印刷中 号: 6 ページ: 1153-1162
  • DOI: 10.1111/maps.12654
  • 査読あり
• [雑誌論文] Impact-driven planetary desiccation: The origin of the dry Venus (2015)
  • 著者名/発表者名: Kurosawa, K.
  • 雑誌名: Earth and Planetary Science Letters 巻: 429 ページ: 181-190
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Planetary and meteoritic Mg/Si and d30Si variations inherited from nebula chemistry (2015)
  • 著者名/発表者名: Dauphas, N., F. Poitrasson, C. Burkhardt, H. Kobayashi, and K. Kurosawa
  • 雑誌名: Earth and Planetary Science Letters 巻: 427 ページ: 236-248
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Dynamics of hypervelocity jetting during oblique impacts of spherical projectiles investigated via ultrafast imaging (2015)
  • 著者名/発表者名: Kurosawa, K., Y. Nagaoka, H. Senshu, K. Wada, S. Hasegawa, S. Sugita, and T. Matsui
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research: Planets 巻: 120 ページ: 1237-1251
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ultra-high-speed photography and optical flash measurement of nylon sphere impact phenomena (2015)
  • 著者名/発表者名: Yanagisawa, M., K. Kurosawa, and S. Hasegawa
  • 雑誌名: Procedia Engineering 巻: 103 ページ: 657-662
  • 査読あり
• [雑誌論文] Possibility of Production of amino acids by impact reaction using a light gas gun as a simulation of asteroid impacts (2015)
  • 著者名/発表者名: Okochi, K., T. Mieno, K. Kondo, S. Hasegawa, and K. Kurosawa
  • 雑誌名: Origins of Life and Evolution of Biospheres 巻: 45 ページ: 195-205
  • 査読あり
• [雑誌論文] Gas recovery experiments to determine the degree of shock-induced devolatilization of calcite (2014)
  • 著者名/発表者名: Ohno, S., K. Ishibashi, T. Sekine, K. Kurosawa, T. Kobayashi, S. Sugita, and T. Matsui
  • 雑誌名: Journal of Physics: Conference Series 巻: 500 号: 6 ページ: 1-5
  • DOI: 10.1088/1742-6596/500/6/062001
  • 査読あり
• [雑誌論文] Production of sulphate-rich vapour during the Chicxulub impact and implications for ocean acidification (2014)
  • 著者名/発表者名: Ohno, S. T. Kadono, K. Kurosawa, T. Hamura, T. Sakaiya, K. Shigemori, Y. Hironaka, T. Sano, T. Watari, K. Otani, T. Matsui and S. Sugita
  • 雑誌名: Nature Geoscience 巻: 7 号: 4 ページ: 1-4
  • DOI: 10.1038/ngeo2095
  • 査読あり
• [雑誌論文] iSALE shock physics codeによる数値衝突計算 (2014)
  • 著者名/発表者名: 黒澤耕介, 千秋博紀, 和田浩二, 三上峻, 平田成, 鎌田俊一, 石原吉明, 玄田英典, 中村昭子, 高田淑子
  • 雑誌名: 日本惑星科学会誌「遊星人」 巻: 23 ページ: 103-110
  • NAID: 110009818766
• [雑誌論文] Gas recovery experiments to determine the degree of shock-induced devolatilization of calcite (2014)
  • 著者名/発表者名: Ohno, S., K. Ishibashi, T. Sekine, K. Kurosawa, T. Kobayashi, S. Sugita, and T. Matsui
  • 雑誌名: Shock Compression of Condensed Matter 2013, AIP Conf. Proc. 巻: 印刷中
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hydrogen cyanide production due to mid-size impacts in a redox-neutral N2-rich atsmophere (2013)
  • 著者名/発表者名: Kurosawa, K., S. Sugita, K. Ishibashi, S. Hasegawa, Y. Sekine, N. O. Ogawa, T. Kadono, S. Ohno, N. Ohkouchi, Y. Nagaoka, T. Matsui
  • 雑誌名: Origins of Life and Evolution of Biospheres 巻: 43 号: 3 ページ: 221-245
  • DOI: 10.1007/s11084-013-9339-0
  • 査読あり
• [雑誌論文] Impact and intrusion experiments on the deceleration of low-velocity impactors by small-body regolith (2012)
  • 著者名/発表者名: Nakamura, A. M., Setoh, M., Wada, K. et al.
  • 雑誌名: Icarus 巻: 223 号: 1 ページ: 222-233
  • DOI: 10.1016/j.icarus.2013.02.023
  • 査読あり
• [学会発表] Impact-driven water removal on steam-covered Venus-like planets (2016)
  • 著者名/発表者名: Kurosawa, K.
  • 学会等名: 47th Lunar and Planetary Science Conference
  • 発表場所: The Woodlands, Texas, USA
  • 年月日: 2016-03-21
  • 国際学会
• [学会発表] Shock vaporization of water ice in an open system investigated using a two-stage light-gas gun (2016)
  • 著者名/発表者名: Kurosawa, K., T. Okamoto, H. Yabuta, G. Komatsu, and T. Matsui
  • 学会等名: 47th Lunar and Planetary Science Conference
  • 発表場所: The Woodlands, Texas, USA
  • 年月日: 2016-03-21
  • 国際学会
• [学会発表] Laboratory simulation of shooting stars by using a two-stage light-gas gun (2016)
  • 著者名/発表者名: H. Senshu, K. Kurosawa, Okamoto, T., and T. Matsui
  • 学会等名: 47th Lunar and Planetary Science Conference
  • 発表場所: The Woodlands, Texas, USA
  • 年月日: 2016-03-21
  • 国際学会
• [学会発表] Ultra-high-speed imaging of the impact ejecta: Comparison with a SPH simulations (2016)
  • 著者名/発表者名: Okamoto, T., K. Kurosawa, H. Genda, and T. Matsui
  • 学会等名: 47th Lunar and Planetary Science Conference
  • 発表場所: The Woodlands, Texas, USA
  • 年月日: 2016-03-21
  • 国際学会
• [学会発表] A lower limit of atmospheric pressure on early Mars inferred from nitrogen and argon isotopes (2016)
  • 著者名/発表者名: Kurokawa, H., K. Kurosawa, and T. Usui
  • 学会等名: 47th Lunar and Planetary Science Conference
  • 発表場所: The Woodlands, Texas, USA
  • 年月日: 2016-03-21
  • 国際学会
• [学会発表] An atmospheric response against from impact bombardments on Earth and Venus: The role of impact ejecta (2016)
  • 著者名/発表者名: Kurosawa, K.
  • 学会等名: The 4th ELSI International Symposium
  • 発表場所: 東京工業大学地球生命研究所(東京都目黒区)
  • 年月日: 2016-01-12
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] In-situ imaging and spectroscopic observations of artificial shooting stars (2015)
  • 著者名/発表者名: Kurosawa, K., H. Senshu, T. Kasuga, S. Sugita, and T. Matsui
  • 学会等名: 46th Lunar and Planetary Science Conference
  • 発表場所: The Woodlands, Texas, USA
  • 年月日: 2015-03-16 – 2015-03-20
• [学会発表] Numerical simulations of impacts of a half spherical shell projectile on small asteroids (2015)
  • 著者名/発表者名: Kurosawa, K., H. Senshu, K. Wada, and TDSS team
  • 学会等名: 46th Lunar and Planetary Science Conference
  • 発表場所: The Woodlands, Texas, USA
  • 年月日: 2015-03-16 – 2015-03-20
• [学会発表] Escape of early martian atmosphere and hydrosphere: Constraints from isotopic compositions (2015)
  • 著者名/発表者名: Kurokawa, H., K. Kurosawa, and T. Usui
  • 学会等名: 46th Lunar and Planetary Science Conference
  • 発表場所: The Woodlands, Texas, USA
  • 年月日: 2015-03-16 – 2015-03-20
• [学会発表] Impact-induced melt droplets created by hypervelocity impact experiments using a laser gun (2015)
  • 著者名/発表者名: Ohno, S., T. Sakaiya, K. Kurosawa, T. Kadono, T. Arai, K. Shigemori, Y. Hironaka, S. Sugita, T. Matsui
  • 学会等名: 46th Lunar and Planetary Science Conference
  • 発表場所: The Woodlands, Texas, USA
  • 年月日: 2015-03-16 – 2015-03-20
• [学会発表] The thermodynamic response of silicate minerals after meteoritic impacts: Implications for the evolution of planetary atmospheres (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Kurosawa
  • 学会等名: The 10th international conference on High Energy Density Laboratory Astrophysics
  • 発表場所: Bordeaux, France
  • 年月日: 2014-05-12 – 2014-05-16
  • 招待講演
• [学会発表] Abiotic O2 production from CI-like impactors during the late heavy bombardment period (2014)
  • 著者名/発表者名: Kurosawa, K., and H. Kuwahara
  • 学会等名: 45th Lunar and Planetary Science Conference XXXXI
  • 発表場所: The Woodlands, TX, USA
• [学会発表] ltrafast imaging observations of the impact jetting during oblique impacts (2014)
  • 著者名/発表者名: Kurosawa, K., Y. Nagaoka, S. Hasegawa, S. Sugita, and T. Matsui
  • 学会等名: 45th Lunar and Planetary Science Conference XXXXI
  • 発表場所: The Woodlands, TX, USA