熱進化する微惑星の衝突破壊と小惑星・氷衛星の多様性の起源

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20340118
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 固体地球惑星物理学
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 荒川 政彦 神戸大学, 大学院・理学研究科, 教授 (10222738)
• 研究分担者: 香内 晃 北海道大学, 低温科学研究所, 教授 (60161866)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• キーワード: 小惑星 / 衝突破壊 / 氷微惑星 / 焼結 / 層構造 / 熱進化 / 多様性 / 圧密

研究概要

熱進化により内部構造を持った微惑星が衝突破壊を起こすことによって,様々な組成や密度を持った小惑星・衛星を形成したと考えられる.本研究では,氷微惑星の圧密・焼結過程とその結果形成した多様な空隙率を持つ氷小天体の衝突破壊過程を実験的に研究し,氷小天体の空隙率分布と衝突破壊強度の空隙率依存性を明らかにした.また層構造を持つ岩石微惑星の表層に形成される衝突クレーターと微小天体の典型であるラブルパイル(岩塊集積)天体の衝突過程について実験的に研究し,クレーター形成に対する層構造の影響と衝突破壊過程に対する岩塊数や岩塊サイズの影響を明らかにした.

研究成果

• [雑誌論文] Rate -dependent strength of porous ice-silica mixtures and its implications for the shape of small to middle-sized icy satellites (2010)
  • 著者名/発表者名: 保井みなみ, 荒川政彦
  • 雑誌名: Icarus 210 ページ: 956-967
  • 査読あり
• [雑誌論文] Experimental study on the rheological properties of polycrystalline solid nitrogen and methane : Implications for tectonic processes on Triton (2010)
  • 著者名/発表者名: 荒川政彦, Kato, M., 荒川政彦
  • 雑誌名: Icarus 207 ページ: 972-977
  • 査読あり
• [雑誌論文] Direct measurements of hydrogen atom diffusion and the spin temperature of nascent H_2 molecule on amorphous solid water (2010)
  • 著者名/発表者名: Watanabe, N., Kimura, Y., Kouchi, A., Chigai, T., Hama, T., Pirronello, V.
  • 雑誌名: Astrophys.J.Lett. 714 ページ: L233-L270
  • 査読あり
• [雑誌論文] Formation of amorphous H_2O ice from the reactions of cold H atoms with solid O_2 at 10K (2010)
  • 著者名/発表者名: Kouchi, A., Watanabe N., Hidaka, H., Miyauchi, N., Oba, Y., Chigai, T.
  • 雑誌名: Astron.Soc.Pacific Conf.Ser. 414 ページ: 338
  • 査読あり
• [雑誌論文] Compaction experiments of ice-silica particle mixtures : Implication for residual porosity of small icy bodies (2009)
  • 著者名/発表者名: 保井みなみ, 荒川政彦
  • 雑誌名: J.Geophys.Res. 114 ページ: E09004,doi:10.1029/2009JE003374
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spin rates of fast-rotating asteroids and fragments in impact disruption (2009)
  • 著者名/発表者名: Kadono, T., Arakawa, M., Ito, T., Ohtsuki, K.
  • 雑誌名: Icarus 200 ページ: 694-697
  • 査読あり
• [雑誌論文] Experimental study on impact craters formed on the oceanic crust : Effects of sediment-covering oceanic basalt on the crater formation (2009)
  • 著者名/発表者名: Dohi, K., Arakawa M.
  • 雑誌名: Proc.of the 41st ISAS Lunar Planetary Symp. CD-ROM
  • 査読あり
• [雑誌論文] 氷微惑星の衝突破壊 (2009)
  • 著者名/発表者名: 荒川政彦, 嶌生有理, 保井みなみ
  • 雑誌名: 天文月報(日本天文学会学会誌) 102 ページ: 127-133
• [雑誌論文] 熱進化した岩石微惑星の衝突破壊に関する実験的研究 (2009)
  • 著者名/発表者名: 岡本千里, 荒川政彦
  • 雑誌名: 遊星人(日本惑星科学会学会誌 182009 ページ: 10-17
• [雑誌論文] Experimental study on the rate dependent strength of ice- silica mixture with silica volume fractions up to 0.63, (2008)
  • 著者名/発表者名: 保井みなみ, 荒川政彦
  • 雑誌名: Geophys.Res.Lett. 35 ページ: L12206,doi:10.1029/2008GL033787
  • 査読あり
• [雑誌論文] Size distributions of chondrules and dispersed droplets by liquid breakup : An application to shock wave conditions in the solar nebula (2008)
  • 著者名/発表者名: Kadono, T., Arakawa M., Kouchi, A.
  • 雑誌名: Icarus 197 ページ: 621-626
  • 査読あり
• [雑誌論文] Experimental study on the impact fragmen -tation of core-mantle bodies : Implications for collisional disruption of rocky planetesimals with sintered core covered with porous mantle (2008)
  • 著者名/発表者名: Okamoto, C., Arakawa M.
  • 雑誌名: Icarus 197 ページ: 627-637
  • 査読あり
• [雑誌論文] Laboratory impact experiments and numerical simulations on shock pressure attenuation in water ice (2008)
  • 著者名/発表者名: Shirai, K., Kato, M., Mitani, N., Arakawa M.
  • 雑誌名: J.Geophys.Res. 113 ページ: E11002,doi:1029/2008JE003121
  • 査読あり
• [雑誌論文] Impact penetration of Europa's ice crust as a mechanism for formation of chaos terrain, (2008)
  • 著者名/発表者名: Cox, R., Ong, L.C.F., Arakawa M., Scheider, K.C.
  • 雑誌名: Meteorit.Planet.Sci. 43 ページ: 2027-2048
  • 査読あり
• [雑誌論文] Measurements of target compressive and tensile strength for application to impact cratering on ice-silicate mixtures (2008)
  • 著者名/発表者名: Hiraoka, K., Arakawa M., Setoh, M., Nakamura, A.M.
  • 雑誌名: J.Geophys.Res. 113 ページ: E02013,doi:10.1029/2007JE002926
  • 査読あり
• [雑誌論文] Measurements of post shock temperature deposited in ice impact crater (2008)
  • 著者名/発表者名: 荒川政彦, 保井みなみ
  • 雑誌名: Proc.of the 40th ISAS Lunar Planetary Symp. CD-ROM
• [雑誌論文] Experimental study on collisional disruption of gypsum sphere : implication for formation of rubble pile bodies (2008)
  • 著者名/発表者名: Okamoto, C., Arakawa M.
  • 雑誌名: The 10th Asteroids, Comets, Meteors meeting, abstract 8249
• [学会発表] Impact experiments of metal core-rocky mantle targets simulating collisional disruption of iron meteorite parent bodies (2011)
  • 著者名/発表者名: 岡本千里, 荒川政彦, 長谷川直
  • 学会等名: 42nd Lunar and Planetary Science Conference
  • 発表場所: The Woodlands, USA
  • 年月日: 20110300
• [学会発表] Experimental study on impact craters formed on basalt target covered with weak mortar layer (2011)
  • 著者名/発表者名: 荒川政彦, 土肥弘嗣, 岡本千里, 長谷川直
  • 学会等名: 42nd Lunar and Planetary Science Conference
  • 発表場所: The Woodlands, USA
  • 年月日: 20110300
• [学会発表] Impact experiments of gypsum-glass beads mixtures simulating parent bodies of ordinary chondrites (2011)
  • 著者名/発表者名: 保井みなみ, 荒川政彦
  • 学会等名: 42nd Lunar and Planetary Science Conference
  • 発表場所: The Woodlands, USA
  • 年月日: 20110300
• [学会発表] 氷微惑星の衝突破壊様式と破片速度分布に対する空隙率の効果 (2010)
  • 著者名/発表者名: 嶌生有理, 荒川政彦, 保井みなみ
  • 学会等名: 日本惑星科学会2010年秋季講演会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 20101000
• [学会発表] 分化天体の衝突破壊および鉄隕石放出条件の解明 (2010)
  • 著者名/発表者名: 岡本千里, 荒川政彦
  • 学会等名: 日本惑星科学会2010年秋季講演会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 20101000
• [学会発表] ラブルパイル構造を持つ天体の衝突破壊の特徴 (2010)
  • 著者名/発表者名: 藤田幸浩, 荒川政彦, 嶌生有理, 長谷川直
  • 学会等名: 日本惑星科学会2010年秋季講演会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 20101000
• [学会発表] Flow law of ice-silica mixtures and the effects of silica content and porosity (2010)
  • 著者名/発表者名: 保井みなみ, 荒川政彦
  • 学会等名: 12th International conference on the Physics and Chemistry of Ice
  • 発表場所: Sapporo, Japan
  • 年月日: 20100900
• [学会発表] Experimental study on impact craters formed on layered crusts (2010)
  • 著者名/発表者名: 荒川政彦, 土肥弘嗣, 岡本千里, 長谷川直
  • 学会等名: 2010 Western Pacific Geophysics Meeting
  • 発表場所: Taipei, Taiwan
  • 年月日: 20100600
• [学会発表] Experimental study on the collisional disruption of sintered snowball with various porosities (2010)
  • 著者名/発表者名: Shimaki, Y., Arakawa M., Yasui M.
  • 学会等名: 2010 Western Pacific Geophysics Meeting
  • 発表場所: Taipei, Taiwan
  • 年月日: 20100600
• [学会発表] Experimental study on the impact disruption of rubble pile bodies (2010)
  • 著者名/発表者名: Fujita, Y., Arakawa M., Dohi K.
  • 学会等名: 2010 Western Pacific Geophysics Meeting
  • 発表場所: Taipei, Taiwan
  • 年月日: 20100600
• [学会発表] 層構造に形成される衝突クレーターに関する実験的研究 (2009)
  • 著者名/発表者名: 土肥弘嗣, 荒川政彦, 長谷川直, 岡本千里, 鈴木絢子
  • 学会等名: 日本惑星科学会2009年秋季講演会
  • 発表場所: 東京・本郷
  • 年月日: 20090900
• [学会発表] Flow law of compacted ice-silica mixtures with residual porosity less than 30% : Implications for geology of small icy satellites, Asia Oceania Geosciences Society 6th Annual Meeting, Singapore (August 2009) 15. 土肥弘嗣 and 荒川政彦, Experimental study on the impact crater formed on the layered structure (2009)
  • 著者名/発表者名: 保井みなみ, 荒川政彦
  • 学会等名: Asia Oceania Geosciences Society 6th Annual Meeting
  • 発表場所: Singapore
  • 年月日: 20090800
• [学会発表] 超高空隙率雪球の衝突破壊と破片速度分布に関する実験的研究 (2009)
  • 著者名/発表者名: 嶌生有理, 荒川政彦, 保井みなみ, 土肥弘嗣, 河村恵里
  • 学会等名: 日本惑星科学会2009年秋季講演会
  • 発表場所: 東京・本郷
  • 年月日: 2009-09-13
• [学会発表] 氷・シリカ混合物の流動則に対する空隙の効果:氷衛星の地形緩和への応用 (2009)
  • 著者名/発表者名: 保井みなみ, 荒川政彦
  • 学会等名: 日本惑星科学会2009年秋季講演会
  • 発表場所: 東京・本郷
  • 年月日: 2009-09-12
• [学会発表] 石膏球の衝突破壊に関する実験的研究:ラブルパイル天体形成との関連 (2008)
  • 著者名/発表者名: 岡本千里, 荒川政彦
  • 学会等名: 日本惑星科学会2008年秋季講演会
  • 発表場所: 福岡・博多
  • 年月日: 20081100
• [学会発表] 氷・シリカ微粒子混合物の圧密実験と氷小天体の密度進化への応用 (2008)
  • 著者名/発表者名: 保井みなみ, 荒川政彦
  • 学会等名: 日本惑星科学会2008年秋季講演会
  • 発表場所: 福岡・博多
  • 年月日: 20081100
• [学会発表] Experimental study on collisional disruption of gypsum sphere : implication for formation of rubble pile bodies (2008)
  • 著者名/発表者名: 岡本千里, 荒川政彦
  • 学会等名: The 10th Asteroids, Comets, Meteors meeting
  • 発表場所: Maryland, USA
  • 年月日: 20080700
• [備考] ホームページ等
  • URL: http://web.mac.com/masahiko_arakawa