氷惑星内部条件でのメタンとアンモニアの融解・分子解離挙動の解明と構造モデルの構築

2022 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19K14815
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分17040:固体地球科学関連
• 研究機関: 公益財団法人高輝度光科学研究センター (2021-2022); 国立研究開発法人物質・材料研究機構 (2019-2020)
• 研究代表者: 門林 宏和 公益財団法人高輝度光科学研究センター, 回折・散乱推進室, テニュアトラック研究員 (10836414)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2023-03-31
• キーワード: 天王星・海王星 / 高温高圧力実験 / メタン / ダイヤモンド

研究成果の概要

天王星や海王星のマントルは、主に水・メタン・アンモニアから構成されている。従来の実験的研究では、これらマントル物質の高温高圧挙動を調べることにより、氷惑星の内部構造が検討されてきた。しかし、それらは主に単一成分を扱うものであり、多成分系での研究例は極めて少ないのが現状であった。そこで本研究では、現実的な氷惑星マントルを再現した多成分系での高温高圧力実験を実施した。その結果、メタンの分子解離・重合条件が水の影響により大きく変化することが示され、特にC-O-H系においてはメタンからのダイヤモンドの生成条件が、メタン単一成分と比べて約1400 K低温側へ大きくシフトすることが明らかとなった。

自由記述の分野

惑星深部物質学

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究課題の実施により得られた成果は、より現実的な氷惑星内部における氷マントル物質の挙動の理解に役立つものであり、氷惑星の内部構造モデルの構築のみならず、氷惑星の特異な磁場の発現原因を探る上でも重要な成果である。