加熱脱水炭素質隕石の分光学・物質科学的特徴に基づくＣ型小惑星の形成進化過程の解明

2016 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16J05109
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 松岡 萌 東北大学, 理学研究科, 特別研究員(DC2)
• 研究期間 (年度): 2016-04-22 – 2018-03-31
• キーワード: C型小惑星 / 炭素質隕石 / 反射スペクトル

研究実績の概要

１　加熱脱水した炭素質コンドライトの物質分析：
南極にて回収された加熱脱水炭素質コンドライトおよび始原的炭素質コンドライトを研究試料として透過型電子顕微鏡（TEM/EDS）を用いた詳細な観察および元素組成分析を行った。加熱脱水のほとんどない炭素質コンドライトにおいて、含水鉱物を同定し、放射光X線回折によるバルク組成との一致を確認した。一方で、加熱脱水程度の高い試料について、非晶質化した層状珪酸塩および生成した無水珪酸塩の同定およびFe-Ni金属粒子の分布を2次元的に明らかにした。
２　加熱脱水した炭素質隕石の分光分析：
炭素質コンドライト粉末試料を用いて真空およびその場加熱での分光測定を行い、加熱温度上昇とともに、反射スペクトルがどのように変化するかを調べた。その結果、3μm吸収帯形状は加熱によって吸着水吸収強度のみが減少し、層状珪酸塩中OH基に起因する吸収帯が正しく取得できることが明らかになった。以上から炭素質コンドライトにおいて、加熱脱水程度によるスペクトル変化の検討が実現すると共に、加熱脱水炭素質コンドライトの母天体と考えられているC型小惑星のスペクトルとの比較が可能なデータが得られた。さらに発展として隕石試料測定における粉末粒径および測定位相角等パラメータ等のスペクトルに対する効果の検討も行い、可視から中間赤外にかけてスペクトル傾きの変化や吸収帯強度などに影響することを明らかにした。
以上の結果を米国で行われた月惑星月・惑星科学会議で報告した。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

加熱脱水炭素質コンドライトの微細組織の分析および分光分析ともおよそ計画に沿って分析が進められたため。

今後の研究の推進方策

１　物質分析に関しては、次年度もこれまで同様に継続し、分析データを蓄積するとともに、引き続き隕石試料観察に不可欠のTEM/EDS分析技術の習得を行う。
２　分光分析に関しては、引き続き、炭素質隕石のその場加熱による分光分析を系統的に進め、大気中CO2や水、および試料への吸着水を除去した反射スペクトルの取得を行う。さらにアメリカ・ブラウン大学を訪問し反射スペクトルの定量解析手法であるMGM法を習得して反射スペクトルの3μm吸収帯へ適用し、反射スペクトルにおける含水鉱物起因の吸収に関して定量的評価を行う。また、測定した炭素質コンドライト試料の反射スペクトルと、天体観測で得られている小惑星の反射スペクトルとを比較し、小惑星において生じる加熱脱水プロセスを理解する。

研究成果

• [雑誌論文] NIRS3: the near infrared spectrometer on Hayabusa2 (2017)
  • 著者名/発表者名: Iwata, T., Kitazato, K., Abe, M., Ohtake, M., Arai, T., Arai, T., Hirata, N., Hiroi, T., Honda, C., Imae, N., Komatsu, M., Matsunaga, T., Matsuoka, M., Matsuura, S., Nakamura, T., Nakato, A., Nakauchi, Y., Osawa, T., Senshu, H., Takagi, Y., Tsumura, K., Takato, N., Watanabe, S., Barucci, M. A., Palomba, E., Ozaki, M.
  • 雑誌名: Space Science Reviews 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • DOI: 10.1007/s11214-017-0341-0
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] VIS-IR reflectance spectroscopy of hydrous carbonaceous chondrites with variable heating and dehydration degrees (2017)
  • 著者名/発表者名: M. Matsuoka, T. Nakamura, N. Miyajima, N. Imae, A. Yamaguchi, H. Kojima
  • 学会等名: Lunar and Planetary Science Conference
  • 発表場所: The woodlands, USA
  • 年月日: 2017-03-23
  • 国際学会
• [学会発表] Mineralogical, Spectral, and Compositional Changes During Heating of Hydrous Carbonaceous Chondrites (2017)
  • 著者名/発表者名: T. Nakamura, M. Matsuoka, S. Yamashita, Y. Sato, K. Mogi, Y. Enokido, A. Nakata, S. Okumura, Y. Furukawa, M. Zolensky
  • 学会等名: Lunar and Planetary Science Conference
  • 発表場所: The woodlands, USA
  • 年月日: 2017-03-23
  • 国際学会
• [学会発表] 加熱脱水炭素質隕石の反射スペクトル (2016)
  • 著者名/発表者名: 松岡萌・中村智樹・今栄直也・山口亮・小島秀康
  • 学会等名: 日本鉱物科学会
  • 発表場所: 金沢
  • 年月日: 2016-09-23
• [学会発表] 火星衛星の反射スペクトルに基づく物質推定：含水炭素質隕石の加熱実験生成物との比較 (2016)
  • 著者名/発表者名: 中村智樹・茂木郁・山下小百合・松岡萌・佐藤勇大・古川善博・奥村聡・中嶋大輔・ロッシュ テッド
  • 学会等名: 日本鉱物科学会
  • 発表場所: 金沢
  • 年月日: 2016-09-23