2017 Fiscal Year Annual Research Report
コンドライト隕石による未分化天体形成・進化過程の解明
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17J04987
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
本馬 佳賢 東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2017-04-26 – 2020-03-31
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| Keywords | Hf-W年代学 / パラサイト隕石 / 分化年代 / 中性子捕獲 / 元素合成に起因する不均質 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成29年度は主に182Hf-182W年代測定の確立を行った。パラサイト隕石のFeNiメタルとカンラン石それぞれの溶解方法及び元素分離法について検討し、安定的に高精度W同位体比分析が行えるように手法の改良を行った。また近年Hf-W同位体年代を変えうる要素として、太陽系初期における元素合成に起因する不均質と宇宙線照射による中性子捕獲が知られてきた。特にパラサイト隕石にはこれまでの研究から二次的な中性子捕獲の影響があることが分かり、この効果を補正するために新たに白金同位体分析の手法を確立した。これにより、パラサイト隕石のFeNiメタルの初生的なタングステン同位体組成を決定することに成功しつつある。パラサイト隕石のカンラン石はマグネシウムに富む組成であるため、フッ化水素酸による融解によってMgFの沈殿物を形成し、そこにハフニウムが濃集してしまうという問題があった。この問題も先行研究で指摘されているように、アルミニウムを加えることで克服できることを確認した。
これらの手法の確立を行った後に、パラサイト隕石のFeNiメタル試料の分析を行った。現在までにタングステン同位体比の分析を2試料(Brahin, Brenham)、白金同位体比の分析を1試料(Brenham)に対して行っている。タングステン同位体比分析からはいずれの試料も元素合成に起因する不均質が存在しないことを確認し、年代測定で用いる182W/184W同位体比を0.06εの高精度で分析することに成功した。Brenhamに関しては中性子捕獲の影響の評価も行い、鉄隕石と同様に太陽系最初期の分化年代を得ることが出来た。また、補正後のタングステン同位体組成から、Brenham隕石の母天体が内側太陽系で形成されたことが示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成29年度の当初の計画としては、試料融解法およびハフニウム、タングステンの元素分離法の改良、パラサイト隕石、コンドライト隕石の182Hf-182W年代の測定、コンドライト隕石の組織観察であった。このうち平成29年度に行ったのは試料融解法およびハフニウム、タングステンの分離法の改良とパラサイト隕石の182Hf-182W年代の測定である。ハフニウム、タングステン共にケイ酸塩とメタル試料で高回収率を達成し、メタル試料に関してはppmオーダーの誤差での分析が可能になった。現在は平成29年度に新たに購入した複数のパラサイト隕石の高精度分析を進めており、順調に進展している。
近年タングステン同位体組成が中性子捕獲の影響により二次的に動かされてしまうことが分かってきている。このため当初の予定を変更してコンドライト隕石の分析・観察は行う代わりに、中性子捕獲の影響の評価方法の立ち上げを新たに行った。具体的には白金同位体の試料前処理方法及び元素分離法の確立とマルチコレクター型誘導結合プラズマ質量分析(MC-ICP-MS)による分析設定の調整を行った。この結果、パラサイト隕石のメタル部分から、中性子捕獲の影響による白金同位体異常を検出し、初生的なタングステン同位体組成を決定することに成功しつつある。白金同位体分析手法を確立させたことを受けて、進捗状況はおおむね順調であると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成29年度に確立したタングステン・白金同位体分析手法を用いて複数のパラサイト隕石の初生タングステン同位体組成を決定する。加えてカンラン石、クロム鉄鉱、トロイリ鉱のHf-W同位体比分析を行うことで、隕石学で広く用いられてるタングステンモデル年代の妥当性の評価を試みる。182Hf-182W年代測定について得られた研究成果は国際会議2つ(The AGU 2018 Fall Meeting - アメリカ、 50th Lunar and Planetary Science Conference - アメリカ)と国内会議2つ(地球惑星科学連合大会 - 千葉、地球化学会年会 - 沖縄)で発表する。その後、182Hf-182W年代測定についての結果を論文にまとめ、国際誌に投稿する。
コンドライト母天体の高温側での熱イベントの起こった時期に制約を与えるため、182Hf-182W年代測定とレーザー照射型誘導結合プラズマ質量分析(LA-ICP-MS)を用いたU-Pb年代測定を行う。これにより182Hf-182W年代計の閉止温度とU-Pb年代の閉止温度の違いからコンドライト隕石の母天体上での冷却速度の制約を試みる。同時にコンドライト隕石の電子顕微鏡による鉱物組織の観察を行い、年代測定から得られた冷却速度と組み合わせることでコンドライト隕石の形成過程に制約を与える。
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