結像型X線マイクロトモグラフィーによる惑星間塵の3次元構造の研究

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15340186
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 土山 明 大阪大学, 大学院・理学研究科, 教授 (90180017)
• 研究分担者: 野口 高明 茨城大学, 理学部, 助教授 (40222195) ; 上杉 健太朗 高輝度光科学研究センター, SPring?8利用促進部門II, 研究員 (80344399) ; 竹内 晃久 高輝度光科学研究センター, SPring?8利用促進部門II, 研究員 ; 中野 司 産業技術総合研究所, 地球科学情報研究部門, 主任研究員 (90212092) ; 中村 智樹 九州大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (20260721)
• キーワード: 宇宙度 / 微隕石 / 惑星間塵 / X線マイクロトモグラフィー / コンドリュール / 3次元構造 / 密度 / 空隙率

研究概要

対象とする宇宙塵サンプルは10〜100μm程度の微小物質なので、これらのハンドリングを研究代表者の所属する大阪大学でもおこなえるような環境(クリーンブースなど)を整備し、そのハンドリング技術にも精通した。これにより、微小サンプルを用いたSPring-8などでの実験や、その後の試料切断および電子顕微鏡観察が、大阪大学でも可能となった。
またSPring-8においては、投影型X線マイクロトモグラフィー装置の充実をはかり、これまでより高空間分解能でのCT撮影(画素サイズ:0.23μm)を可能とした。これを用いて、南極非溶融微隕石や惑星間塵のCT撮影をおこなった。南極微隕石に関しては、密度を正確に求めることにより、サブミクロンの微小空隙の存在を予言し、その後サンプルを物理的に切断してこれらを電子顕微鏡観察することにより、サブミクロンの微小空隙の存在を確認した。現在、サブミクロンの微小空隙と近年明らかになった低密度の小惑星との関係を議論しつつある。惑星間塵は、その3次元構造の解析を、現在進行中である。また、3次元画像解析ソフト(自作)を充実させ、コンドリュールや宇宙塵スフェリュールなどの画像解析にも適用した。これにより、バードオリビンコンドリュールのリムの形成メカニズムを3次元的に議論するとともに、宇宙塵スフェリュールの外形が3次元定量的にコンドリュールのそれと類似することを明らかにした。
一方、より高空間分解能が期待される結像型X線マイクロトモグラフィーについては、微細組織がわかっている始原的な炭素質コンドライトの予備撮影はおこなったが、装置の動作が不安定でさらなる装置の改良が必要であることがわかった。

研究成果

• [文献書誌] A.Tsuchiyama, Y.Osada, T.Nakano, K.Uesugi: "Experimental reproduction of classic barred olivine chondrules : open-system behavior of chondrule formation"Geochimica et Cosmachimica Acta. 68(3). 653-672 (2004)
• [文献書誌] K.Uesugi, A.Tsuchiyama, H.Yoshida, M.Nakamura, T.Nakano, Y.Suzuki, N.Yasi: "Micro-tomographic imaging for material sciences at BL47XU in SPring-8"Journal de Physique IV France. 104. 45-48 (2003)
• [文献書誌] M.Kitamura, A.Tsuchiyama, T.Nakano, K.Uesugi: "Three-Dimensional Structures of Metal-Sulfide Grains in CO Chondrites : Formation of Metal-Sulfide Chondrules"Meteoritics and Planetary Science. 38. A52 (2003)
• [文献書誌] T.Nakamura, T.Noguchi, M.E.Zdensky, M.Tanaka: "Noble-gas signatures and Mineralogy of the carbonate-rich lithology of the Tagish Lake carbonaceous chondrite"Earth and Planetary Science Letters. 207. 83-101 (2003)
• [文献書誌] A.Takeuchi, Y.Suzuki, H.Takano: "High-resolution X-ray microbeam by using a Kirkpatrik-BaezType mirror at SPring-8"Journal de Physique IV France. 104. 235-238 (2003)
• [文献書誌] H.Nakano, A.Kouchi, S.Tachihana, A.Tsuchiyama: "Evaporation of interstellar organic materials in the solar nebula"Astrophysical Journal. 592. 1252-1262 (2003)