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2018 年度 実施状況報告書

大規模変形から迫る氷天体の進化:内部海存在の普遍性

研究課題

研究課題/領域番号 16K17787
研究機関北海道大学

研究代表者

鎌田 俊一  北海道大学, 創成研究機構, 特任助教 (40723474)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
キーワード冥王星 / 熱進化 / 内部海 / 氷地殻 / 粘弾性変形
研究実績の概要

2018年度は主に冥王星に着目し、長期内部熱進化と、氷地殻の長期粘弾性変形の研究を行った。前者は前年度開発した熱進化計算コードを用いて、後者は申請者が過去に開発した粘弾性変形計算コードを用いて行った。冥王星は潮汐による加熱が効かないために比較的シンプルな熱進化を経たと想像され、新規開発である前者のコードを用いた計算の適用先として適切だと考えた。まず最初に、冥王星の最深部には岩石でできた核があり、その上に純水でできた内部海があり、さらにその上に純粋な水氷の氷地殻あるという最も単純な3層内部構造モデルを仮定した熱進化計算の結果、内部海を現在まで(つまり45億年間)維持することはできないことがわかった。この結果は、New Horizons による探査結果と矛盾するものである。また、冥王星の氷地殻の下端における緩和の時間スケールを見積もったところ、典型的な水氷の物性を用いると100万年程度となることがわかった。そのため、古い(>10億年)地下起伏は現在は残されていないことになるが、この結果もまた New Horizons による探査結果と矛盾するものである。これらの結果は、冥王星の上層は純水でできた海と純粋な水氷の氷地殻ではできておらず、少なくとも最外層の氷地殻はかなり冷えて堅くなっていることがわかった。これらの一部については、日本地球惑星科学連合2018年大会や COSPAR 2018 パサデナ大会などで発表された。また論文についても執筆し、国際学術誌に投稿した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

本年度が最終年度であるが、論文査読に予想を上回る時間を要し(>半年)、年度をまたいでしまったため。

今後の研究の推進方策

論文の受理に向けた作業を行うと同時に、氷衛星への適用を目指し軌道進化のコード作成に着工する。

次年度使用額が生じた理由

論文出版費用として確保した予算が、論文出版まで時間を要しているため繰り越した。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 4件、 招待講演 3件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] UC Santa Cruz/University of Arizona(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      UC Santa Cruz/University of Arizona
  • [雑誌論文] Science Objectives of the Ganymede Laser Altimeter (GALA) for the JUICE Mission2019

    • 著者名/発表者名
      KIMURA Jun、HUSSMANN Hauke、KAMATA Shunichi、MATSUMOTO Koji、OBERST Jurgen、STEINBRUGGE Gregor、STARK Alexander、GWINNER Klaus、OSHIGAMI Shoko、NAMIKI Noriyuki、LINGENAUBER Kay、ENYA Keigo、KURAMOTO Kiyoshi、SASAKI Sho
    • 雑誌名

      TRANSACTIONS OF THE JAPAN SOCIETY FOR AERONAUTICAL AND SPACE SCIENCES, AEROSPACE TECHNOLOGY JAPAN

      巻: 17 ページ: 234~243

    • DOI

      10.2322/tastj.17.234

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Enceladus: Evidence and Unsolved Questions for an Ice-Covered Habitable World2019

    • 著者名/発表者名
      Sekine Yasuhito、Shibuya Takazo、Kamata Shunichi
    • 雑誌名

      Astrobiology: From the origins of life to the search for extraterrestrial intelligence

      巻: 1 ページ: 399~407

    • DOI

      10.1007/978-981-13-3639-3_25

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ocean tidal heating in icy satellites with solid shells2018

    • 著者名/発表者名
      Matsuyama Isamu、Beuthe Mikael、Hay Hamish C.F.C.、Nimmo Francis、Kamata Shunichi
    • 雑誌名

      Icarus

      巻: 312 ページ: 208~230

    • DOI

      10.1016/j.icarus.2018.04.013

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 固体惑星物理学における諸問題2018

    • 著者名/発表者名
      鎌田俊一
    • 雑誌名

      遊・星・人 (日本惑星科学会誌)

      巻: 27 ページ: 286~295

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] JUICE 搭載ガニメデレーザ高度計 (GALA) - 概要および日本チーム開発状況2018

    • 著者名/発表者名
      塩谷圭吾, 並木則行, 小林正規, 木村淳, 荒木博志, 野田寛大, 田澤誠一, 押上祥子, 鹿島伸悟, 宇都宮真, 石橋高, 小林進悟, 山脇敏彦, 東原和行, 尾崎正伸, 水野貴秀, 斎藤義文, 鎌田俊一, 他
    • 学会等名
      日本惑星科学会2018年秋季講演会
  • [学会発表] 固体惑星物理学における諸問題2018

    • 著者名/発表者名
      鎌田俊一
    • 学会等名
      日本惑星科学会2018年秋季講演会
    • 招待講演
  • [学会発表] 冥王星地下海の安定性と進化2018

    • 著者名/発表者名
      木村淳, 鎌田俊一
    • 学会等名
      日本惑星科学会2018年秋季講演会
  • [学会発表] Classical but new geophysical problems of icy ocean worlds2018

    • 著者名/発表者名
      Kamata, S.
    • 学会等名
      The 2nd Asia-Pacific Workshop on Lithosphere and Mantle Dynamics
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 粘弾性緩和で探る冥王星の氷地殻の物性2018

    • 著者名/発表者名
      鎌田俊一, F. Nimmo
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合 2018年大会
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Evolution of subsurface ocean and constraint for the interior in Pluto2018

    • 著者名/発表者名
      Kimura, J., S. Kamata
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合 2018年大会
    • 国際学会
  • [学会発表] Modeling thermal evolution of ocean worlds with convective ice shells2018

    • 著者名/発表者名
      Kamata, S.
    • 学会等名
      42nd COSPAR Scientific Assembly
    • 国際学会
  • [備考] Shunichi Kamata

    • URL

      https://www.ep.sci.hokudai.ac.jp/~kamata/

URL: 

公開日: 2019-12-27  

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