研究課題
計画最終年度の今年度には、本計画で開発してきたレーザー銃を用い、炭酸塩岩からの衝突脱ガスの直接観測を行った。炭酸塩からの衝突脱ガスは、生成する二酸化炭素がK/T事件の際に温室効果を引き起こすなど、地球型惑星の表層環境の進化に大きな影響を与えてきたと考えられている。また、カナダのホートンクレーターやドイツのリースクレーターなどのように炭酸塩岩を多く含む地点への天体衝突の痕跡は地球上の多くの点で見つかっており、衝突脱ガス現象の物理的な理解へ向けて地質的な研究と比較する際にも非常に重要である。試料は全て結晶の方解石を用いた。飛翔体は二種類の組成のそれぞれ厚さの異なるもの(金:厚さ2.5μmおよび10μm、銅:厚さ2.5μmおよび10μm)を用い、飛翔体表面でのレーザービームの直径は800ミクロンに固定した。空気等の混入を防ぐため、試料や飛翔体等のレーザー銃構成部品は超高真空チェンバーに入れて実験を行った。生成した二酸化炭素の量は、四重極質量分析計で測定した。銅の飛翔体と金の2.5μmの飛翔体を用いた実験では、生成した二酸化炭素の量は飛翔体の厚さと比例して増加している。これは、方解石試料のうち脱ガスが起こった領域は飛翔体の大きさに比例しており、またこれらの条件では脱ガス率がほぼ一定であることを示唆している。さらに、脱ガス率を求めたところ、衝撃圧力が33GPaを超えた領域では、脱ガス率は1前後でほとんど圧力に依らないという結果を得た。これは、この領域では方解石からの脱ガスが完全に起こったということを示唆している。一方、約25GPaの低圧の場合、脱ガスした二酸化炭素は有意な量観測されたものの、完全脱ガスした場合の約一割程度しか二酸化炭素は生成していない。この条件では、衝撃波による加圧・加熱が、方解石を完全分解させるには不十分であったことを示唆する。
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Icarus -(印刷中)
Proceedings of Lunar and Planetary Symposium (印刷中)
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