2019 Fiscal Year Annual Research Report
木星の形成は原始太陽系星雲を分裂させたのか？ -分化隕石からのアプローチ-
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19H01959
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| Research Institution | National Institute of Polar Research |
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Principal Investigator |
山口 亮 国立極地研究所, 研究教育系, 准教授 (70321560)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
白井 直樹 首都大学東京, 理学研究科, 助教 (00599805)
岡崎 隆司 九州大学, 理学研究院, 准教授 (40372750)
飯塚 毅 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (70614569)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | エコンドライト / 原始太陽系 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
隕石や惑星物質は、安定同位体組成から炭素質型と非炭素質型に分類されることがわかった。炭素質型は原始太陽系の外側、地球や火星などを含む非炭素質型は原始太陽系の内側で形成したとされる（二分性モデル）。これは、原始木星の形成と成長による原始太陽系星雲分断の結果だとされる。このモデルは一見、多くの隕石データを単純に説明できたように見えるが、少数のグループであるエコンドライト（分化したケイ酸塩質隕石）を見たときに必ずしもそうとは言い切れない。本研究では、エコンドライトに着目し、その加熱の度合い、原材料の元素組成、安定同位体、年代を網羅的に比較し、初期太陽系の組成構造やその進化過程の解明に迫る。2019年度は、主に非炭素質型エコンドライトの研究用試料の選定を行い、組織観察と鉱物組成分析データから熱衝撃履歴の解析を行なった。さらに、HED隕石とメソシデライト（非炭素質型）中の鉱物の微量元素組成の定量を行いその形成過程（分化過程、熱衝撃変成作用）の検討を行なった。隕石試料の一部（ユレイライト、始原的エコンドライト）に関しては、研究分担者と研究協力者により同位体分析と全岩元素分析が進行中である。本研究計画の一部として進めていた最も始原的なメソシデライト隕石の成因に関する論文を公表した。LA-ICP-MSによる鉱物やマトリックス中の中揮発性元素の定量分析法の開発を進めている。また、当初重要視していなかった非炭素質型エコンドライトであるユレイライトも分析対象とした。これは、この隕石が巨大な分化原始惑星（直径>700 km）を起源とする可能性が高いこと、また、同位体的不均質性を保つことから、本研究計画遂行に重要な隕石であると考えたためである。
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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
現在までの研究は概ね順調に進んでいるといえる。非炭素質エコンドライト（HED隕石、メソシデライト、ユレイライト）の選定や組織観察、鉱物組成分析（熱的イベントの指標化）に関しては予定通り進んでいる。メソシデライト、ユレイライト隕石に関しては、基礎的な組織観察を行い、次のステップである走査電子顕微鏡による詳細な組織観察や電子線マイクロアナライザによる主要元素分析を行う予定である。本研究計画で鍵となると思われる特異なエコンドライト（NWA 7312など）は、分担者や研究協力者により同位体分析（チタン、酸素、希ガス）が行われ、その解析を行なっている。LA-ICP-MSによる鉱物の希土類元素や揮発性元素などの微量元素分析に関しては若干の遅れが見られた。これは、LA-ICP-MSシステムの一部であるレーザーアブレーション装置（CETAC LSX-213）の冷却装置の故障のため、3ヶ月程度使用不能となっためである。修理完了後、鉱物やマトリックス中の中揮発性元素の測定に、メソシデライトなどのマトリックス（金属とケイ酸塩の混合物）の分析の予備実験を数回行なった。議論に耐える組成データを得るまでには、数ヶ月の予備実験が必要だと思われる。炭素質型エコンドライト（NWA 011グループ）およびアングライトに関しては、観察箇所の決定など試料選定がまだであり分析用試料の製作には至っていない。
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| Strategy for Future Research Activity |
2019年度に進めた非炭素質型エコンドライト（HED隕石、メソシデライト、ユレイライト）の組織解析と鉱物やガラスの主要元素組成分析を引き続き進める。同時に、炭素質型エコンドライト（NWA 011グループなど）、アングライトの試料（分析箇所）選定および組織観察と鉱物分析を行う。炭素質エコンドライト隕石の鉱物分析や組織データをもとに、熱履歴や衝撃履歴を推定し、母天体の形成過程および原材料物質の推定を行う。引き続き、数種の隕石（HED隕石の一部）に対しLA-ICP-MSによる主要元素および微量元素（希土類元素）の局所分析をさらに進める予定である。LA-ICP-MSによる鉱物中の揮発性微量元素（Zn, Cuなど）に関しては手法開発を継続する。メソシデライトなどのマトリックス（金属とケイ酸塩の混合物）の分析法の開発を引き続き進める予定である。2020年度後半には、組織解析、鉱物組成定量、同位体分析のほぼ分析の終わった特異な始原的エコンドライト（NWA 7312など）に関する結果をまとめ、論文化を目指す。ユレイライトに関しては、既存の元素組成や同位体データを調査すると同時に、中揮発性元素（亜鉛など）と希土類元素の分析を進める。特に、同位体的不均質性を作った原材料の端成分の探索や、分化や大規模衝突時に置ける元素組成や同位体組成の変化についての考察を進める。研究成果は国内外の学会で発表する。
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