研究課題
本研究の目的は、実際の始原的隕石試料中に含まれる非晶質ケイ酸塩の加熱による変化の詳細を、高温その場TEM観察により明らかにすることである。近年の研究から、非晶質ケイ酸塩は初期太陽系内に普遍的に存在し、天体の主要な固体原材料となったことが分かってきており、その加熱による進化過程を明らかにすることは、太陽系の固体物質進化過程を解明するうえで重要である。今年度は、始原的隕石（MIL090657隕石、NWA1232隕石）のマトリクス部分から、FIBを使って非晶質ケイ酸塩を含む微小試料を取り出し、高温その場TEM観察を実施した。隕石試料中の非晶質ケイ酸塩は、実際には多少の水を含んだ含水低結晶質ケイ酸塩である。実験では、室温から約800 ℃まで100 ℃刻みで昇温し、各温度で同一視野のTEM像と電子線回折パターンを取得、~10-30分間保持し、その後、最高温度で最大~20時間保持しながら観察を続けた。昇温中、含水低結晶質ケイ酸塩の脱水によるものと考えられる試料の変形や電子線回折パターンの変化が確認できた。また最高温度での保持中、脱水した含水低結晶質ケイ酸塩を置き換えて、新たに多数のナノ結晶が生成・成長する様子が確認できた。電子線回折パターンの解析から、生成した結晶はオリビンのナノ粒子であることが分かった。また、含水低結晶質ケイ酸塩の周囲の結晶粒子も加熱に伴い変化した。特に硫化鉄ナノ粒子の変化は顕著であり、加熱温度400 ℃前後で分解し始め、加熱前後の試料の元素マップの比較から、試料全体において硫黄が顕著に減少していることが分かった。加熱後の試料は、弱い熱変成を受けた隕石のマトリクス組織によく似た特徴をもち、本実験により、初期太陽系における天体の固体原材料としての非晶質ケイ酸塩の熱進化を再現できたといえる。
すべて 2022 2021
すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件) 学会発表 (3件) (うち招待講演 1件)
Geochimica et Cosmochimica Acta
巻: 323 ページ: 220～241
10.1016/j.gca.2022.02.024
巻: 312 ページ: 75～105
10.1016/j.gca.2021.08.012
