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

基本信息

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

项目摘要

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。

在这项研究中，我们构建了一个模型，用于通过实验分布碰撞残余磁化强度，并使用该模型来解释卫星在陆地行星的冲击盆地上观察到的行星磁场强度记录，并恢复地球行星的磁场强度的演变。为此，在研究期内，（1）磁性碰撞磁化的实验，（2）碰撞实验样品的残余磁化分布的测量，（3）创建用于碰撞磁化分布的模型，以及（4）使用上面碰撞盆地上方的卫星进行磁场观察数据。研究计划是将项目3和4至（5）的结果结合起来，在碰撞事件中恢复旧行星磁场的强度。在2022财年的研究中已经取得了以下结果：（1）使用含有细粒钛磁铁矿的底层样品进行了碰撞磁化实验以及碎片化和残留的磁化测量，并且可以评估残留磁化强度和残留磁力稳定性的距离绘制量的距离，并且可以评估残留的磁化稳定性的距离。此外，通过计算使用碰撞计算代码在碰撞实验过程中玄武岩样品所经历的温度和压力变化，并将它们与磁性测量结果进行比较，我们成功地建立了一种方法来研究碰撞残差磁化与温度和压力变化之间的对应关系（Sato等人2021）。（2）通过系统地更改磁场和子弹条件，进行了碰撞磁化实验，并执行剩余的磁化测量和碰撞计算，我们能够成功地表达冲击磁力强度作为温度的函数，并在冲击波传播和外部磁场强度（在SATO等人的外部磁场强度上）进行压力变化。（3）使用冲击磁化强度的经验方程，我们开发了一个代码来计算行星外壳上碰撞事件期间地壳残留磁化的分布及其磁异常分布。（4）作为卫星的磁场观察数据，获得月球（Kaguya，LP）的磁场观察数据，MARS（MGS，MAVEN）和MERCURY（Messenger）进行分析，并创建了一个分析环境来检查粉丝周围碰撞残留物的痕迹。

项目成果

期刊论文数量（69）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

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

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Y. Kimura et al.
通讯作者：
Y. Kimura et al.

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

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
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

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
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)

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

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
山本桂輔;三好勉信;黒澤ほか
通讯作者：
黒澤ほか

Analysis of “Stone” samples from C-type asteroid Ryugu

C型小行星龙宫的“石头”样本分析

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Nakamura T.;Matsumoto M.;Amano K.;Enokido Y.;Zolensky M. E.;Mikouchi T.;Genda H.;...;Kurosawa K. et al.
通讯作者：
Kurosawa K. et al.