衝突残留磁化を用いて探る惑星磁場の初期進化史

利用碰撞剩磁探索行星磁场的初始演化历史

• 批准号: 21H01140
• 负责人: 佐藤 雅彦
• 金额: $ 11.48万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H01140/
• 关键词: 衝突残留磁化; 惑星磁場; 磁気測定; 衝突実験; 惑星探査

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、を実施する。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。202２年度までの研究において、以下の成果が得られている。（１）細粒なチタン磁鉄鉱を含む玄武岩試料を用いて衝突磁化着磁実験および回収試料の細分化・残留磁化測定を行い、衝突残留磁化の残留磁化強度および残留磁化安定性を衝突点からの距離に応じて評価することが可能となった。さらに、衝突計算コードを用いて衝突実験時に玄武岩試料が経験した温度・圧力変化を計算して磁気測定の結果と比較する事で、衝突残留磁化と温度・圧力変化の対応関係を調べる手法の確立に成功した(Sato et al. 2021)。（２）磁場および弾丸条件を系統的に変化させて衝突磁化着磁実験を行い、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（Sato et al.投稿中）。（３）衝突磁化強度の経験式を用いて、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磁気異常分布を計算するコードの開発を行なった。（４）人工衛星による磁場観測データとして、月(かぐや、LP)、火星(MGS、MAVEN)、水星(MESSENGER)の磁場観測データを解析用に取得し、クレーター周辺での衝突残留磁化の痕跡を検討するための解析環境を構築した。

本研究通过实验构建了撞击残磁强度分布模型，并利用该模型破译了类地行星撞击盆地上空卫星观测到的行星磁场强度记录，分析了类地行星撞击盆地磁场强度的演化过程。行星恢复。为此，在研究期间，我们将进行（1）冲击剩磁实验，（2）冲击试验样品剩磁分布的测量，（3）冲击磁化强度分布模型的创建，以及（4） ）将在撞击盆地上空进行磁场观测数据的采集和分析。研究计划是结合第3项和第4项的结果来重建碰撞事件发生时古行星的磁场强度。截至2022年，通过研究已获得以下结果。 (1)使用含有细粒钛磁铁矿的玄武岩样品，进行冲击磁化实验，并将回收的样品细分并测量剩余磁化强度，从碰撞点测量冲击剩余磁化强度和剩余磁化稳定性现在可以根据距离进行评估。此外，通过使用碰撞计算代码计算玄武岩样品在碰撞实验过程中所经历的温度和压力变化，并将其与磁测量结果进行比较，建立了一种研究碰撞剩磁与温度和压力变化之间对应关系的方法。成功（Sato 等人，2021）。 (2)通过系统地改变磁场和子弹条件进行碰撞磁化实验，进行剩磁测量和碰撞计算，通过比较冲击波传播过程中的温度变化和压力变化与外磁场的变化，可以计算出碰撞磁化强度。我们成功地将其表达为强度的函数（Sato 等人正在进行中）。 (3)利用碰撞磁化强度的经验公式，我们开发了一个计算与行星地壳碰撞事件期间地壳剩余磁化强度分布及其磁异常分布的代码。 (4)利用卫星获取月球(Kaguya、LP)、火星(MGS、MAVEN)、水星(MESSENGER)的磁场观测数据进行分析，并检测陨石坑周围的撞击残磁痕迹，构建了分析环境。研究。

项目成果

Rock-magnetic and paleomagnetic studies of returned samples from asteroid (162173) Ryugu

小行星 (162173) Ryugu 返回样本的岩石磁性和古地磁研究

• 发表时间: 2022
• 作者: Asamura Kazushi;Shoji Masafumi;Miyoshi Yoshizumi;Kasahara Yoshiya;Kasaba Yasumasa;Kumamoto Atsushi;Tsuchiya Fuminori;Matsuda Shoya;Matsuoka Ayako;Teramoto Mariko;Kazama Yoichi;Shinohara Iku;佐藤ほか
• 通讯作者: 佐藤ほか

MAGNETIC STRUCTURE OF FRAMBOIDAL MAGNETITE IN RETURNED SAMPLE FROM ASTEROID RYUGU

小行星龙宫带回样品中草莓状磁铁矿的磁结构

• 发表时间: 2022
• 作者: Iori Kajitani;Ryoichi Nakada;Mizuho Koike;Gaku Tanabe;Tomohiro Usui;Fumihiro Matsu’ura;Keisuke Fukushi;Hiroyuki Kurokawa;Tetsuya Yokoyama;下西 隆;羽馬哲也;Y. Kimura et al. (incl. M. Sato)
• 通讯作者: Y. Kimura et al. (incl. M. Sato)

Magnetic Domain Structure of Magnetite Particles in the Return Sample from Asteroid Ryugu by the Hayabusa2 Mission

隼鸟二号任务从小行星龙宫返回的样本中磁铁矿颗粒的磁畴结构

• 发表时间: 2022
• 作者: Y. Kimura et al.

Recovery of the shocked materials around the epicenter during hypervelocity impacts onto granular materials

超高速撞击粒状材料期间震中周围受冲击材料的恢复

• 发表时间: 2022
• 作者: 山本 桂輔;三好 勉信;黒澤ほか
• 通讯作者: 黒澤ほか

Rock-magnetic and paleointensity studies of returned samples from asteroid (162173) Ryugu

小行星 (162173) Ryugu 返回样本的岩石磁性和古强度研究

• 发表时间: 2022
• 作者: Hashimoto Kozo;Shinbori Atsuki;Otsuka Yuichi;Tsuchiya Fuminori;Kumamoto Atsushi;Kasahara Yoshiya;Matsuoka Ayako;Nagano Isamu;Miyoshi Yoshizumi;Yokoyama Tatsuhiro;Sato et al.
• 通讯作者: Sato et al.