クヌーセンセルを用いたコンドリュール再現実験生成物のMg,Fe,Si同位体比分析

2017 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 17K05721
• 研究機関: 国立極地研究所
• 研究代表者: 今栄 直也 国立極地研究所, 研究教育系, 助教 (60271037)
• 研究分担者: 堀江 憲路 国立極地研究所, 研究教育系, 助教 (00571093) ; 磯部 博志 熊本大学, 大学院先端科学研究部(理), 教授 (80311869)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: コンドリュールの形成環境 / ダストに富む原始太陽系 / 始原物質の蒸発と凝縮 / かんらん石と輝石の挙動

研究実績の概要

基盤研究(B)「圧力制御システムを用いたコンドリュールの凝縮反応に関する実験的研究」（平成23年度～平成26年度：今栄直也・代表）で導入した原始太陽系環境を再現する減圧制御炉にて作成したコンドリュールの再現生成物の主要元素であるMg, Si, Feの同位体測定を実施することが本研究基盤研究(C)の課題「クヌーセンセルを用いたコンドリュール再現実験生成物のMg,Fe,Si同位体比分析」の主目的である。実験では始原隕石を構成するI型コンドリュール組織・組成を再現した。実験はクヌーセンセル型の容器内部で行った。実験結果は、太陽系組成の出発物質が蒸発・凝縮を経てコンドリュール形成に至ることを強く示唆した。天然に産する還元的な鉱物組合せより構成されるI型コンドリュールはコンドリュールの最も主要な構成単位である。このMg, Si, Feの主要3元素には極めて小さい同位体分別しか認められていない。実験条件は、外との元素の交換は小さなオリフィスを通してのみしか行われないので、同位体分別を抑制することが期待できる。本研究課題は実際にこの予測を検証して、コンドリュールの形成環境の理解を深めることである。現在、平成25年度に国立極地研究所に新たに導入した2次イオン質量分析計(SHRIMP II)を用いて、実験生成物のSi同位体測定から実施の準備を進めている。国立極地研究所の2次イオン質量分析計はこれまで、U-Pb系を用いた主として太古代の岩石の鉱物形成年代に用いてきた。この装置を現在より広い元素に拡張開発中であるが、平成29年度後半よりケイ素の同位体測定は実施可能になってきたところである。現時点では、実験生成物の測定結果を得るには至っていない。研究内容は、2017年12月に実施された国際シンポジウムである南極隕石シンポジウムで発表した。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

2次イオン質量分析計による同位体測定は開発研究であり、通常の年代測定運用の間に行なっているために、再現実験生成物の測定には時間を要する。

今後の研究の推進方策

実験生成物の同位体測定を行う。2018年度には国際隕石学会のワークショップで招待講演を予定している。この際に、予察的な同位体測定結果を発表予定である。

次年度使用額が生じた理由

平成２９年度にはコンドリュール生成実験を行わず、その消耗品代は執行しなかったため。

研究成果

• [雑誌論文] A new mineralogical approach for CO3 chondrite characterization by X-ray diffraction: Identification of primordial phases and thermal history (2018)
  • 著者名/発表者名: N. Imae and Y. Nakamuta
  • 雑誌名: Meteoritics & Planetary Science 巻: 53 ページ: 232-248
  • DOI: 10.1111/maps.12996
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bulk Chemical Compositions of Antarctic Meteorites in the NIPR Collection (2018)
  • 著者名/発表者名: M. Kimura, N. Imae, A. Yamaguchi, H. Haramura, and H. Kojima
  • 雑誌名: Polar Science 巻: 15 ページ: 24-28
  • DOI: https://doi.org/10.1016/j.polar.2017.12.001
  • 査読あり
• [雑誌論文] An experimental study of chondrule formation from chondritic precursors via evaporation and condensation in Knudsen cell: Shock heating model of dust aggregates (2017)
  • 著者名/発表者名: N. Imae and H. Isobe
  • 雑誌名: Earth and Planetary Science Letters 巻: 473 ページ: 256-268
  • DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.epsl.2017.05.040
  • 査読あり
• [雑誌論文] Variation of mineralogy and organic material during the early stages of aqueous activity recorded in Antarctic micrometeorites (2017)
  • 著者名/発表者名: T. Noguchi, H. Yabuta, S. Itoh, N. Sakamoto, T. Mitsunari, A. Okubo, R. Okazaki, T. Nakamura, S. Tachibana, K. Terada, M. Ebihara, N. Imae, M. Kimura, and H. Nagahara
  • 雑誌名: Geochimica et Cosmochimica Acta 巻: 208 ページ: 119-144
  • DOI: https://doi.org/10.1016/j.gca.2017.03.034
  • 査読あり
• [雑誌論文] An evaluation method of reflectance spectra to be obtained by Hayabusa2 Near Infrared Spectrometer (NIRS3) based on laboratory measurements of carbonaceous chondrites (2017)
  • 著者名/発表者名: M. Matsuoka, T. Nakamura, T. Osawa, T. Iwata, K. Kitazato, M. Abe, Y. Nakauchi, T. Arai, M. Komatsu, T. Hiroi, N. Imae, A. Yamaguchi, and H. Kojima
  • 雑誌名: Earth, Planets and Space 巻: 69 ページ: -
  • DOI: https://doi.org/10.1186/s40623-017-0705-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] NIRS3: the The Near Infrared Spectrometer on Hayabusa2 (2017)
  • 著者名/発表者名: T. Iwata, K. Kitazato, M. Abe, M. Ohtake, T. Arai, T. Arai, N. Hirata, T. Hiroi, C. Honda, N. Imae, M. Komatsu, T. Matsunaga, M. Matsuoka, S. Matsuura, T. Nakamura, A. Nakato, Y. Nakauchi, T. Osawa, H. Senshu, Y. Takagi, K. Tsumura, N. Takato, S. Watanabe, M. Antonietta Barucci, E. Palomba, and M. Ozaki
  • 雑誌名: Space Science Reviews 巻: - ページ: -
  • DOI: DOI 10.1007/s11214-017-0341-0
  • 査読あり
• [学会発表] Current status of developments by the collaboration team with ESCuC/JAXA for curation works and analysis of Hayabusa2 returned samples (2017)
  • 著者名/発表者名: M. Uesugi, M. Ito, N. Tomioka, K. Uesugi, A. Yamaguchi, N. Imae, T. Ohigashi, Y. Karouji, T. Yada, and M. Abe
  • 学会等名: HAYABUSA 2017
  • 国際学会
• [学会発表] The reproduction of type I chondrules and the implications (2017)
  • 著者名/発表者名: N. Imae, K. Horie, and H. Isobe
  • 学会等名: 8th Symposium on Polar Science
  • 国際学会
• [学会発表] Classification of Antarctic meteorites using polished thick sections (2017)
  • 著者名/発表者名: A. Yamaguchi, M. Kimura, and N. Imae
  • 学会等名: 8th Symposium on Polar Science
  • 国際学会
• [学会発表] Yamato-980115: CI chondrite experienced incomplete dehydration deduced from mineralogy and noble gas signatures (2017)
  • 著者名/発表者名: K. Kikuchi, T. Nakamura, D. Nakashima, K. Nagao, N. Imae, A. Yamaguchi, and H. Kojima
  • 学会等名: 8th Symposium on Polar Science
  • 国際学会
• [学会発表] Spectral and mineralogical properties of dehydrated carbonaceous chondrites (2017)
  • 著者名/発表者名: M. Matsuoka, T. Nakamura, N. Miyajima, N. Imae, A. Yamaguchi, and H. Kojima
  • 学会等名: 8th Symposium on Polar Science
  • 国際学会
• [学会発表] 隕石の全岩化学組成 (2017)
  • 著者名/発表者名: 木村眞、今栄直也、山口亮、原村寛、小島秀康
  • 学会等名: 日本鉱物科学会年会
• [学会発表] CO3コンドライト薄片のバルクX線ランダム回折パターンからの知見：アモルファス相と熱史 (2017)
  • 著者名/発表者名: 今栄直也、中牟田 義博
  • 学会等名: 日本鉱物科学会年会
• [学会発表] Characterization of tiny fragments of stony meteorites by X-ray diffraction using Gandolfi attachment (2017)
  • 著者名/発表者名: N. Imae, A. Yamaguchi, T. Ojima, and M. Kimura
  • 学会等名: 80th Annual Meeting of the Meteoritical Scociety
  • 国際学会
• [学会発表] A New Mineralogical Approach of the CO3 Chondrites for the Identification of primordial phases and the thermal history (2017)
  • 著者名/発表者名: N. Imae, Y. Nakamuta
  • 学会等名: 80th Annual Meeting of the Meteoritical Society
  • 国際学会
• [学会発表] X線回折バルク分析法によるCO3コンドライトの鉱物学と熱史解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 今栄 直也、中牟田 義博
  • 学会等名: JpGU