第7回

Report
2. 地球を作る物質と化学組成
1)宇宙存在度と隕石
2)原始太陽系星雲でのプロセス:蒸発と凝縮
3)初期地球の諸過程:冷たい太陽のパラドックス
4)地殻、マントル、核の組成: ニッケルのパラドックス
5)マントルと核の運動:プレートテクトニクスとプルーム
宇宙存在度
H + H → He (太陽での核融合)
核融合で生成するのは鉄まで
鉄より重い元素は超新星爆発
に伴い生成
- 宇宙の元素存在度の特徴 ・Oddo-Harkins(オド‐ハーキンス)の規則
偶数番号の元素(O, Mg, Si, S, Ca, Ti, Fe): 多い 原子核が安定
奇数番号の元素(Na, Al): 少ない
太陽系の物質構成性
太陽系の惑星
土星
火星
金星
水星
地球
海王星
天王星
木星
太陽系外の惑星
恒星フォーマルハウト(25光年)
系外惑星
質量: 木星の3倍以下
公転周期: 872年
5
炭素惑星
液体の水が存在?
生命の可能性?
地球型
地球型の超巨大天体(スーパーアース)
現在までに発見された系外惑星の数: 1,200以上
(殆どが地球型或いはスーパーアース)
隕石
元素の宇宙存在度を隕石で規格化したもの
鉄を1と仮定
C1コンドライト(隕石)で規格化: Oddo-Harkinsの規則による変化(凸凹)を除く。
・コンドライト存在度は、揮発性元素に枯渇
・それでもほぼ太陽系の元素存在度に等しい
→ 隕石は太陽系の物質や成り立ちを知るには最適
6
日本の第10次南極観測隊がやまと山脈付近で隕石発見(1969年)
隕石学者はいない!
南極隕石集積のベルトコンベアモデル
日本の隕石保有数は世界一(約1万6千個!)
ここまで
12/10
隕石の大分類
コンドライト
コンドルール
パラサイト
図9
未分化
(始原的)
分化
(始原的)
図10
酸化鉄/シリコン
地球近傍小惑星(NEO),イトカワ
NEO(Near Earth Object)とは,,,
地球に接近する小惑星
小惑星帯
イトカワの軌道
はやぶさによるイトカワ探査
S型小惑星
密度: 約1.90g/cm3
Rubble pile天体(破砕岩集合体,重力によって天体の形を保つ)
はやぶさの帰還
試料回収
試料分析
10/6 06:39 (GMT): 小惑星2008 TC3 発見
2008TC3
小惑星2008TC3を発見したカタリナ天文台(米国)
10/6 07:30 (GMT): 2008 TC3 は地球への衝突コース
予想衝突地点:
スーダン北方のヌビア砂漠
予想衝突時刻:
2008/10/7 02:46 (GMT)
小惑星の予想規模(直径):
2-5 m
2008/10/7 02:45:40 (GMT):
2008 TC3 がスーダン北方のヌビア砂漠上空の大気圏に突入.
2008/10/7 02:45:45 (GMT):
2008 TC3 がヌビア砂漠上空37kmで爆発.
爆発の瞬間を捉えた赤外像
爆発後に上空を撮影
Bischoff et al (2010)
・小惑星2008 TC3 の破片の回収に成功(人類史上初!)
→隕石として“Almahatta Sitta 2008 TC3”と命名
・小惑星2008 TC3
→ユレイライト,H,Eタイプコンドライトからなる不均質惑星.
→空隙率が非常に高い(25-37 %).一般的には9 %程度
ユレイライト
ツングースカ大爆発(1908年6月30日)
・半径約30 kmにわたって森林が消失
・爆発の規模は10~15メガトン
直径60~100 mの物体が地球に突入し,
上空6~8 kmで爆発(?)
分化隕石
表層・マントル(石質隕石)
コア・マントル境界(パラサイト)
コア(鉄隕石)
ー小惑星ベスタ(月になれなかった)ー
直径約530 km
小惑星帯で3番目に大きい天体,
コアとマントルをもつ
HED隕石の母天体
火星と月起源の隕石(分化隕石)
火星起源隕石: SNC隕石
S: シャーゴッタイト(Shergottites)
N: ナクライト(Nakhlites)
C: シャシナイト(Chassingnites)
火星隕石の分布
C
N
S
火星起源隕石 Allan Hills (ALH) 84001
南極で1984年に発見された
101個(2011年現在)
火星
ボレアリス盆地(直径 = 8,500 Km)
メガインパクト説
・多数のクレーター
・表面に隕石(?)
・北極付近の超巨大盆地
→惑星の衝突が原因?
火星の地形図
火星起源隕石からの意外な発見
Ol
Ol
オリビン分解反応(?)
Pv + Mw
オリビンが高圧で分解した証拠を世界で初めて発見
Ol
Ol
Pyx
Shock-melt vein
DaG 735 (火星起源隕石)
火星と月起源の隕石(分化隕石)
月起源隕石:
月の海起源
月の高地
高地
(38~46億年)
海
(32~38億年)
高地由来の隕石(斜長岩)
海由来の隕石(玄武岩)
月のマグマオーシャンと結晶化過程
月起源隕石
146個(2011年現在)
太陽系物質の放射年代は何故か38‐41億
年に大きなピークを持つ
隕石重爆撃の痕跡?
Asuka 881757 (月起源隕石)
No.
9
Grain 2
No.
7
F
d
No.
11
Grain 3
Grain 1
No.
4
No.
12
F
d
No.
21
No. No.
5
16
F
d
F
d
No.
9
No.
1
No.
No. 8
No.
6
3
No.
4
No.
11No.
25-26
No.
23
No.
22
隕石重爆撃の証拠(シリカ高圧相の発見)
コーサイト+スティショバイト
Fd
SiO2 glass
Melt (?)
100 μm
Asuka 881757 (月起源隕石)
地球
隕石の落下
クレーター
・地球は生きている星
→風化やプレート運動で衝突履歴が消失
(地球最古のクレーターは約20億年前のフレデ
フォート・ドーム)
それでも,衝突現象は現在進行形,,,
サンプルリターンへの期待
月表層で生じている現象 → 特に月・地球系の理解
・衝突・攪拌
・レゴリス形成
・太陽風の影響
・月の希薄大気(Na大気)
特にレゴリスは情報の宝庫
隕石重爆撃の情報 → 地球への隕石重爆撃の記録
・どのような物質が、どのような規模で衝突したのかの記録を保持。

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