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2023 Fiscal Year Annual Research Report

衝突残留磁化を用いて探る惑星磁場の初期進化史

Research Project

Project/Area Number 21H01140
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

佐藤 雅彦  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 特任研究員 (50723277)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 長谷川 直  国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 主任研究開発員 (10399553)
高橋 太  九州大学, 理学研究院, 准教授 (20467012)
黒澤 耕介  千葉工業大学, 惑星探査研究センター, 上席研究員 (80616433)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Keywords衝突残留磁化 / 惑星磁場 / 磁気測定 / 衝突実験 / 惑星探査
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、実験により衝突残留磁化強度分布モデルを構築し、そのモデルを使って、地球型惑星の衝突盆地上空で人工衛星により観測された惑星磁場強度記録を読み解き、地球型惑星の磁場強度進化を復元する。そのために研究期間内に、(1)衝突残留磁化着磁実験、(2)衝突実験試料の残留磁化分布測定、(3) 衝突磁化強度分布モデルの作成、(4)衝突盆地上空での人工衛星による磁場観測データ取得・解析、そして項目3と4の成果を合わせて、(5)衝突イベント時の古惑星磁場強度を復元する、という研究計画である。2023年度の研究において、以下の研究成果が得られた。
前年度までに実施した、細粒なチタン磁鉄鉱を含む玄武岩試料をターゲットとして、磁場および弾丸条件を系統的に変化させた衝突磁化着磁実験および磁化測定実験の結果について、解析・考察を進めた。残留磁化測定および衝突計算を実施する事で、衝突磁化強度を衝撃波伝搬時の温度変化・圧力変化と外部磁場強度の関数として表現する事に成功した。得られた衝突磁化強度の経験式を用いる事で、惑星地殻への衝突イベント時の地殻残留磁化分布およびその上空における磁気異常分布を計算するコードの開発した。開発した計算コードを使って衝突クレーター上空における磁気異常分布の計算を行い、(A)温度変化の影響が卓越するクレーター近傍領域、および、(B)温度変化が小さく衝突残留時化の影響が卓越するクレーター遠方領域、について磁気異常に対する貢献を評価し、適当な条件においては衝突残留磁化が磁気異常に大きな貢献をする事を明らかにした。この研究成果について、国際学術誌で研究成果について発表した(Sato et al., 2024, JGR Planets)。

Research Progress Status

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (24 results)

All 2024 2023

All Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 6 results) Presentation (18 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Effects of Pressure and Temperature Changes on Shock Remanence Acquisition for Single‐Domain Titanomagnetite‐Bearing Basalt2024

    • Author(s)
      Sato Masahiko、Kurosawa Kosuke、Hasegawa Sunao、Takahashi Futoshi
    • Journal Title

      Journal of Geophysical Research: Planets

      Volume: 129 Pages: e2023JE007864

    • DOI

      10.1029/2023JE007864

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] A brief review of single silicate crystal paleointensity: rock-magnetic characteristics, mineralogical backgrounds, methods and applications2024

    • Author(s)
      Kato Chie、Usui Yoichi、Sato Masahiko
    • Journal Title

      Earth, Planets and Space

      Volume: 76 Pages: 49

    • DOI

      10.1186/s40623-024-01994-w

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Candidate Main-belt Asteroids for Surface Heterogeneity2024

    • Author(s)
      Hasegawa Sunao、Marsset Michael、DeMeo Francesca E.、Hanus Josef、Binzel Richard P.、Bus Schelte J.、Burt Brian、Polishook David、Thomas Cristina A.、Geem Jooyeon、Ishiguro Masateru、Kuroda Daisuke、Vernazza Pierre
    • Journal Title

      The Astronomical Journal

      Volume: 167 Pages: 224

    • DOI

      10.3847/1538-3881/ad3045

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Visualization of nanoscale magnetic domain states in the asteroid Ryugu2023

    • Author(s)
      Kimura Yuki et al.
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 13 Pages: 14096

    • DOI

      10.1038/s41598-023-41242-x

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] A history of mild shocks experienced by the regolith particles on hydrated asteroid Ryugu2023

    • Author(s)
      Tomioka Naotaka et al.
    • Journal Title

      Nature Astronomy

      Volume: 7 Pages: 669~677

    • DOI

      10.1038/s41550-023-01947-5

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Experimental Evidence for Shear‐Induced Melting and Generation of Stishovite in Granite at Low (<18?GPa) Shock Pressure2023

    • Author(s)
      Hamann Christopher et al.
    • Journal Title

      Journal of Geophysical Research: Planets

      Volume: 128 Pages: e2023JE007742

    • DOI

      10.1029/2023JE007742

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 標的の強度境界付近にできる衝突クレーター2024

    • Author(s)
      鈴木絢子, 長谷川直, 佐藤雅彦, 山本裕也
    • Organizer
      宇宙科学に関する室内実験シンポジウ
  • [Presentation] 粉体標的の衝突点近傍物質の無飛散回収2024

    • Author(s)
      黒澤耕介, 佐藤雅彦, 大野遼, 富岡尚敬, 新原隆史, 長谷川直
    • Organizer
      宇宙科学に関する室内実験シンポジウ
  • [Presentation] Searching for Primordial Dirac Magnetic Monopoles in a sample from Asteroid Ryugu returned by the Hayabusa2 mission2023

    • Author(s)
      J. Kirschvinkほか
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合大会
  • [Presentation] Magnetic mineral assemblages of a marine sediment core subjected to reductive diagenesis and their contributions to paleomagnetic signals2023

    • Author(s)
      J. Li, T. Yamazaki, M. Sato, J. Kuroda
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合大会
  • [Presentation] Viscous remanent magnetization unveils hidden tsunami record of boulders on Itogahama beach in Beppu Bay2023

    • Author(s)
      佐藤哲郎, 山田昌樹, 佐藤雅彦, 浅香成哉
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合大会
  • [Presentation] Unlocking information about reworking movements of tsunami boulders from paleomagnetic dating2023

    • Author(s)
      佐藤哲郎ほか
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合大会
  • [Presentation] Hypervelocity Impacts on granular materials: Temperature Distribution near the Impact Point2023

    • Author(s)
      黒澤耕介, 佐藤雅彦, 大野遼, 富岡尚敬, 新原隆史, 長谷川直
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合大会
  • [Presentation] Rock-magnetic and paleomagnetic studies of returned samples from asteroid (162173) Ryugu2023

    • Author(s)
      佐藤雅彦ほか
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合大会
  • [Presentation] Intensity of the ancient Martian magnetic field estimated from the strong magnetic anomaly data: strong or weak dynamo field?2023

    • Author(s)
      佐藤雅彦, 潮田雅司, 中田亮一, 田村裕二郎, 山本伸次, 小澤一仁, 高橋太
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合大会
  • [Presentation] Magnetic Domain Structure and Formation Processes of Magnetic Minerals in the Asteroid fragments brought back by Hayabusa22023

    • Author(s)
      木村勇気ほか
    • Organizer
      顕微鏡学会
  • [Presentation] Different contributions to paleomagnetic signals subjected to diagenesis: Overlooked hematite vs. overstated magnetic inclusions2023

    • Author(s)
      J. Li, T. Yamazaki, M. Sato, J. Kuroda
    • Organizer
      地球電磁気・地球惑星圏学会
  • [Presentation] Viscous remanent magnetization dating of reworked boulders from Beppu Bay2023

    • Author(s)
      佐藤哲郎, 山田昌樹, 佐藤雅彦, 浅香成哉
    • Organizer
      地球電磁気・地球惑星圏学会
  • [Presentation] Strong magnetic anomalies record the weak dynamo field of ancient Mars2023

    • Author(s)
      佐藤雅彦, 潮田雅司, 中田亮一, 田村裕二郎, 山本伸次, 小澤一仁, 高橋太, 坂田遼弥, 関華奈子
    • Organizer
      地球電磁気・地球惑星圏学会
  • [Presentation] Electron holography observation of presudo-magnetites and metallic iron nanoparticles in space weathered Ryugu sample2023

    • Author(s)
      Y. Kimura et al.
    • Organizer
      HAYABUSA2023
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Experimental Constraints on Dirac Magnetic Monopole Concentration in Primordial Material from Asteroid Ryugu2023

    • Author(s)
      M. Sowell et al.
    • Organizer
      American Geophysical Union Fall Meeting
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Estimation of the magnetic field intensity of ancient Mars using the magnetic anomaly data2023

    • Author(s)
      M. Sato, M. Ushioda, R. Nakada, Y. Tamura, S. Yamamoto, K. Ozawa, F. Takahashi, R. Sakata, K. Seki
    • Organizer
      American Geophysical Union Fall Meeting
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Rock Magnetic Characterization of Returned Samples From Asteroid (162173) Ryugu2023

    • Author(s)
      M. Sato et al.
    • Organizer
      American Geophysical Union Fall Meeting
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Mild shock metamorphism experienced by surface particles of asteroid Ryugu2023

    • Author(s)
      富岡尚敬ほか
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合大会

URL: 

Published: 2024-12-25  

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