月および小型惑星のマントルオーバーターンの理論的数値的研究

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22540427
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 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: 北海道大学
• 研究代表者: 倉本 圭 北海道大学, 大学院・理学研究院, 教授 (50311519)
• 連携研究者: 竹広 真一 京都大学, 数理解析研究所, 准教授 (30274426)
• 研究協力者: 福井 隆 北海道大学, 大学院・理学院, 大学院理学院 ; 安達 俊貴 北海道大学, 大学院・理学院, 院生
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• キーワード: 月 / マグマオーシャン / マントルオーバーターン / マントル対流 / 水星 / 熱史 / 慣性能率

研究概要

月および小型惑星を構成する物質組成の多様性を原始惑星系円盤の形成進化モデルを用いて推定し,これら天体の内部構造の進化ついて数値的・理論的解析を行った.月マグマオーシャンの固化に伴い形成される不安定に成層した一連の沈積岩は,地質学的に短時間で安定な配置に向かい転倒する.転倒時にMgに富む橄欖岩沈積層は再融解を引き起こすと予想される.この結果は月の裏側にMgに富む苦鉄質鉱物が存在することと調和する.また安定な配置に達した後の月慣性能率因子は現在の月の観測値とほぼ一致する.一方,水星に予想される還元的な化学組成が、水星探査機の最新の観測によって確認され,さらに重力場データからケイ酸塩マントルの厚さが極めて薄いことが示唆された.これらを反映した水星構造を想定し,熱史シミュレーションを行ったところ,液体核は現在でも十分熱対流を起こし,ダイナモ活動を容易に維持できる可能性が示された.

研究成果

• [雑誌論文] 月進化の全貌の理解へ向けた月歴史図の作成,遊・星・人 (2012)
  • 著者名/発表者名: 諸田智克,倉本圭,高橋太
  • 雑誌名: 日本惑星科学会誌 巻: 21 ページ: 57-63
• [雑誌論文] Weak-field dynamoemerging in a rotating spherical shellwith stress-free top and no-slip bottomboundaries (2011)
  • 著者名/発表者名: Sasaki, Y. Takehiro, S., Kuramoto, K.,Yoshi-Yuki Hayashi
  • 雑誌名: Phys.Earth Planet. Int 巻: 188 ページ: 203-213
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sublimation's impact on temporal change of albedo dichotomy on Iapetus (2011)
  • 著者名/発表者名: Kimura, J. Kawamura, T. Morito, H. Morota, T. Honda, C. Kuramoto , K and Okada, T
  • 雑誌名: Icarus 巻: 214 ページ: 596-605
  • 査読あり
• [雑誌論文] 月惑星探査の来たる10年」検討・第一段階報告,遊・星・人 (2011)
  • 著者名/発表者名: 大谷栄治,倉本圭他18名
  • 雑誌名: 日本惑星科学会誌 巻: 20 ページ: 349-365
• [雑誌論文] The Science Objectives ofJapanese Lunar Lander Project SELENE-II (2011)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, S. Mitani, T. Iijima, Y. Otake, H. Ogawa, K. Kobayashi, N. Hashimoto, T. Hoshino, T. Otsuki, M. Kimura, J. and Kuramoto , K
  • 雑誌名: 42nd Lunar and Planetary Science Conference ページ: 2778
• [雑誌論文] 上端応力無し,下端滑り無し条件を課した回転球殻中に出現する弱磁場 (2010)
  • 著者名/発表者名: 佐々木洋平,竹広真一,林祥介,倉本圭
  • 雑誌名: ダイナモ 巻: 29別冊 ページ: 211
• [学会発表] Present Status of the Lunar Lander Project SELENE-2 (2013)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, S. Mitani, T. Otake, H. Ogawa, K. Kobayashi, N. Hashimoto, T. Hoshino, T. Otsuki, M. Wakabayashi, S. Kimura, J. and Kuramoto , K.
  • 学会等名: 44th Lunar and Planetary Science Conference
  • 発表場所: The Woodlands Waterway Marriott Hotel and Convention Center (USA)
  • 年月日: 20130318-20130322
• [学会発表] 還元的な組成を持つ水星の内部構造と熱進化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 中山陽史,倉本圭
  • 学会等名: 地球惑星科学連合大会2013
  • 発表場所: 幕張メッ セ(千葉市)
  • 年月日: 2013-05-20
• [学会発表] Formation of a conductive core, grooved terrains, and strongly differentiated interior of Ganymede due to dehydration of primordial hydrous rock with implication for the dichotomy from Callisto (2012)
  • 著者名/発表者名: Kimura, J. and Kuramoto, K
  • 学会等名: European Planetary Science Congress 2012
  • 発表場所: IFEMA-Feriade Madrid (Spain)
  • 年月日: 20120923-20120928
• [学会発表] ガニメデ内部の鉱物脱水作用がもたらす金属核形成と地溝帯形成 (2012)
  • 著者名/発表者名: 木村淳,倉本圭
  • 学会等名: 地球惑星科学連合大会2012
  • 発表場所: 幕張メッセ(千葉市)
  • 年月日: 20120520-20120525
• [学会発表] 次期月探査計画SELENE-2の現状と科学搭載機器の開発状況 (2012)
  • 著者名/発表者名: 田中智,三谷烈史,大嶽久志,小川和律,小林直樹,飯島祐一,橋本樹明,星野健,大槻真嗣,木村淳,倉本圭,佐伯和人
  • 学会等名: 地球惑星科学連合大会2012
  • 発表場所: 幕張メッセ(千葉市)
  • 年月日: 20120520-20120525
• [学会発表] Overview of Candidate Instruments On Board the Lunar Lander Project SELENE-2 (2012)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, S. Mitani, T. Iijima, Y. Otake, H. Ogawa, K. Kobayashi,N. Hashimoto, T. Otsuki, M. Kimura,J. and Kuramoto, K
  • 学会等名: 43rd Lunar and Planetary Science Conference
  • 発表場所: The Woodlands Waterway Marriott Hotel and Convention Center, Texas (USA)
  • 年月日: 20120319-23
• [学会発表] formation of the conductive core, the grooved terrain, and the contrasting interior from Callisto (2011)
  • 著者名/発表者名: Kimura, J. and Ku r am o to, K. , Dehydration of primordial hydrous rock in Ganymede
  • 学会等名: American Geophysical Union, Fall Meeting2011
  • 発表場所: The Moscone Center SanFrancisco (USA)
  • 年月日: 20111205-09
• [学会発表] Weak-field dynamo emerging in a rotating spherical shell with stress-free top and no-slip bottom boundaries (2011)
  • 著者名/発表者名: Sasaki, Y. Takehiro , S . Hayashi, Y-Y. and Kuramoto , K
  • 学会等名: CPS 7th International School of Planetary Sciences
  • 発表場所: Seapal Suma(神戸市)
  • 年月日: 20110110-15
• [学会発表] Weak-field dynamoemerging in a rotating spherical shellwith stress-free top and no-slip bottomboundaries (2011)
  • 著者名/発表者名: Sasaki, Y. Takehiro, S. Kuramoto, K. Hayashi, Y.-Y
  • 学会等名: AGU Fall Meeting 2011
  • 発表場所: the Moscone Center, SanFrancisco (USA)
  • 年月日: 2011-12-05
• [学会発表] Turning point in differentiation history between Ganymede and Callisto induced by dehydration of primitive hydrous rock (2011)
  • 著者名/発表者名: Kimura, J. and Kuramoto , K
  • 学会等名: EPSC-DPS Joint Meeting 2011
  • 発表場所: La Cite Internationale des CongresNantes Metropole (France)
  • 年月日: 2011-10-27
• [学会発表] 巨大氷衛星内部の鉱物脱水作用がもたらす分化史の転換点 (2011)
  • 著者名/発表者名: 木村淳,倉本圭
  • 学会等名: 地球惑星科学連合2011年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ(千葉市)
  • 年月日: 2011-05-27
• [学会発表] 月・固体惑星の科学:惑星探査の将来構想に向けて (2011)
  • 著者名/発表者名: 倉本圭,大谷栄治
  • 学会等名: 地球惑星科学連合2011年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ(千葉市)
  • 年月日: 2011-05-26
• [学会発表] 回転球殻MHDダイナモに対する初期磁場の影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 佐々木洋平,竹広真一,倉本圭,林祥介
  • 学会等名: 地球惑星科学連合2011年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ(千葉市)
  • 年月日: 2011-05-26
• [学会発表] 形成期の原始惑星系円盤内の物質混合 (2011)
  • 著者名/発表者名: 安達俊貴,福井隆,倉本圭
  • 学会等名: 地球惑星科学連合2011年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ(千葉市)
  • 年月日: 2011-05-23
• [学会発表] Weak-field dynamo emerging in a rotating spherical shell with stress-free top and no-slip bottom boundaries (2010)
  • 著者名/発表者名: Sasaki, Y. Takehiro , S . Hayashi, Y-Y. and Kuramoto , K
  • 学会等名: The 12th Symposium of SEDI Study of the Earth's Deep Interior
  • 発表場所: University of California (USA)
  • 年月日: 20100718-23
• [学会発表] Science Objectives and Candidate Payloads of the SELENE-2 Lunar Landing Mission (2010)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, S. Mitani, T. Iijima, Y. Otake, H. Ogawa, K. Kobayashi, N. Kimura, J. Kuramoto, K
  • 学会等名: 38th COSPAR Scientific Assembly 2010
  • 発表場所: Bremen Exhibition & Conference Center, Germany
  • 年月日: 20100615-18
• [学会発表] 次期月探査計画SELENE-2の検討状況 (2010)
  • 著者名/発表者名: 田中智,飯島祐一,三谷烈史,大嶽久志,小川和律,小林直樹,橋本樹明,星野健,大槻正嗣,木村淳,倉本圭
  • 学会等名: 日本惑星科学会2010年秋季講演会
  • 発表場所: 名古屋大学(名古屋市)
  • 年月日: 2010-10-06
• [学会発表] 原始惑星系円盤におけるダストの成長,破壊,輸送:隕石学および天文観測への示唆 (2010)
  • 著者名/発表者名: 福井隆,倉本圭
  • 学会等名: 地球惑星科学連合大会2010
  • 発表場所: 幕張メッセ(千葉市)
  • 年月日: 2010-05-28
• [学会発表] 上端応力無し条件下端粘着条件を課した回転球殻中に出現する弱磁場 (2010)
  • 著者名/発表者名: 佐々木洋平,竹広真一,林祥介,倉本圭
  • 学会等名: ダイナモ
  • 発表場所: 幕張メッセ(千葉市)
  • 年月日: 2010-05-25
• [学会発表] 月の内部熱進化再考:地殻重力異常形成と火成活動継続期間への示唆 (2010)
  • 著者名/発表者名: 木村淳,倉本圭,諸田智克
  • 学会等名: 地球惑星科学連合大会2010
  • 発表場所: 幕張メッセ(千葉市)
  • 年月日: 2010-05-24
• [学会発表] 次期月探査計画SELENE-2科学搭載機器の検討状況 (2010)
  • 著者名/発表者名: 田中智,飯島祐一,三谷烈史,大嶽久志,小川和律,小林直樹,木村淳,倉本圭
  • 発表場所: 幕張メッセ(千葉市)
  • 年月日: 2010-05-24
• [図書] 地球惑星科学入門 (2010)
  • 著者名/発表者名: 倉本圭
  • 総ページ数: 361-386