月・火星隕石のアイソクロン分析による月惑星探査用その場年代計測法の実証

2022 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19K14778
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分17010:宇宙惑星科学関連
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 長 勇一郎 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (00737687)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2023-03-31
• キーワード: 年代測定 / レーザー誘起プラズマ発光分光法 / 質量分析 / 火星探査 / 月探査

研究成果の概要

本研究では、月・火星探査において岩石のカリウム・アルゴン年代を現地で計測することを目指し、一連の原理実証実験を行った。まず、異なるレーザー径や年代を持つ火星の 岩石を計測したときに得られるK-Arアイソクロン(等時線)をモデル化した。その結果、40億年の年代をもつ火星の岩石に対して2億年の精度で年代を得るために必要な測定条件を見出した。 また、実際に火星隕石を真空容器に入れてパルスレーザを照射し、カリウム・アルゴン年代を計測し、既知の年代と誤差の範囲で一致する結果を得た。以上のことから、本研究で開発するレーザーアイソクロン法が火星の岩石についても適用できることを示唆する結果が得られた。

自由記述の分野

惑星科学

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、月・火星への着陸探査において岩石の形成年代を計測し、これらの天体の歴史を明らかにすることを目指して、レーザーを使った分析法を開発した。まずは、複数の火星隕石の鉱物マップを作成し、岩石に照射するレーザーの直径や分析精度などの条件を変えながら、火星岩石を計測した際に得られる年代データをモデル化した。その結果、40億年前に形成した火星の岩石に対して２億年の誤差で年代を測定するのに必要な条件を見出すことができた。さらに、実際に火星隕石を真空容器に入れて年代を計測したところ、本研究の新手法が既知の値を再現することがわかった。これらの結果から、本研究で開発した手法が火星で使えることが分かった。