月の地殻熱流量の再解析:ルナプロスペクタによるデータを利用した熱モデルの構築

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12640413
• 研究機関: 宇宙科学研究所
• 研究代表者: 水谷 仁 宇宙科学研究所, 惑星研究系, 教授 (00011578)
• 研究分担者: 早川 雅彦 宇宙科学研究所, 惑星研究系, 助手 (40228557) ; 田中 智 宇宙科学研究所, 惑星研究系, 助教授 (30249932) ; 藤村 彰夫 宇宙科学研究所, 惑星研究系, 教授 (70173458)
• キーワード: 月 / 地殻熱流量 / プロスペクタ / クレメンタイン / 月地殻 / 重力 / 月地形 / 有限要素法

研究概要

1.ルナプロスペクタ搭載のγ線分光器によるデータを詳細に調査し、月表面全体のTh存在度の分布を推定し、それを基にして月岩石の化学分析データをもとに作られた各元素相関関係から、U存在度、K^<40>存在度分布を推定した。
2.これらは雨の海近傍で放射性発熱元素の存在度が高いことを示しており、アポロ計画で採集されたKREEP岩石の多い地域を表していると思われる。
3.前年度作成した重力値と地形データに基づく地殻構造モデルを組み合わせ、地殻内部の放射性発熱元素から放出されている熱流量を推定し、地殻寄与の熱流量分布の地図を作製した。
4.この地図とアポロ計画で測定されたアポロ15号、17号着陸点における地殻熱流量測定値と比べると、放射性発熱性元素の地殻内分布が深さ方向に一様とすると、これらの元素による発熱が観測値を上回ることになることが分かった。
5.以上の事から、放射性発熱性元素は地殻内で一様ではなく、上部地殻に濃集しており、その代表的深さは約20〜30kmであることが明らかになった。
6.地殻内部放射性元素による発熱量分布から見ると、LUNAR-Aのペネトレータの着陸点2カ所では地殻寄与の発熱量が2地点で著しく異なっており、LUNAR-Aの熱流量観測値が得られると、放射性発熱元素の分化過程、月全体の放射性発熱元素存在度にも大きな制約条件が与えられることが明らかになった。
7.しかしアポロ計画で推定された地殻熱流量値そのものは地形効果の取り扱いなど不十分な点があるので、本研究ではこれらの解析方法についても検討を加えている。来年度にはその成果がでると思われるので、さらに広範囲の地殻構造モデルと合わせて、最終的結論を得られる準備が進められている。

研究成果

• [文献書誌] Hagermann, A., S.Tanaka, S.Yoshida, A.Fujimura, H.Mizutani: "Regolith thermal property inversion in the LUNAR-A heat-flow experiment"Bull. AAS. 33・3. 1147 (2001)
• [文献書誌] Hagermann, A., S.Tanaka, S.Yoshida, A.Fujimura, H.Mizutani: "Measurement of the thermal properties of the lunar regolith using the LUNAR-A penetrators and data interpretation"Eos Trans. AGU. 82(47Suppl.). 12D-0519 (2001)
• [文献書誌] Hagermann, A., S.Tanaka, S.Yoshida, M.Hayakawa, A.Fujimura, H.Mizutani: "Thermal in situ measurements in the lunar regolith using the LUNAR-A penetrators : An outline of data reduction methods"Lunar Planet. Sci.. XXXII. 1497 (2001)
• [文献書誌] Tanaka, S., S.Yoshida, A.Hagermann, M.Hayakawa, A.Fujimura, H.Mizutani: "In situ Lunar heat flow experiment using the LUNAR-A penetrator"Lunar Planet. Sci.. XXXII. 1495 (2001)
• [文献書誌] Yoshida S., Tanaka S., Hagermann A, Hayakawa M, Fujimura A, Mizutani H.: "Derivation of Globally Averaged Lunar Heat Flow from the Local Heat Flow Values and the Thorium Distribution at the Surface : Expected Improvement by the LUNAR-A Mission"Lunar Planet. Sci.. XXXII. 1571 (2001)