地球の始源物質についての実験的研究

地球原始物质的实验研究

基本信息

批准号：
61213008
负责人：
土山明
金额：
$ 1.6万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Special Project Research
财政年份：
1986
资助国家：
日本
起止时间：
1986 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-61213008/
关键词：
地球惑星始源物質原始太陽系星雲蒸発作用凝縮作用再現実験

项目摘要

地球を初めとする惑星の始源物質として、原始太陽系星雲内での高温ガスからの凝縮物が考えられるが、このような凝縮過程に関する実験的な研究はほとんどおこなわれてこなかった。本研究は、高温での蒸発作用やガスからの凝縮作用の再現実験とそれらの生成物の研究から、原始太陽系星雲内での凝縮相一気相の分化過程を明らかにし、惑星の始源物質についての手がかりを得ることを目的としている。蒸発・凝縮作用の再現実験のために真空高温炉を製作したが、研究費一部をその部品のために用いた。試料の蒸発源の部分と蒸発によって生成されたガスの凝縮部の温度較正等のテスト実験をおこない、真空高温炉の性能のチェックをおこなった。しかしながら、初期故障のために、実験パラメータを色々と変えた本格的な実験をおこなうにはまだ至っていない。宇宙組成に近い単純な系(MgO-Si【O_2】系)について微細な凝縮物(数μm以下)が得られたので、これについて電子顕微鏡による研究をおこない、急速な凝縮作用においても熱力学的に安定なMgSi【O_3】相(プロトエンスタタイト)が気相成長することが明らかとなった。このような原始太陽系に近い条件での凝縮生成物に関する研究はこれが初めてである。また、オリビン結晶の粗大化が見いだされ、従来考えられていたような数μm以下の微細な結晶だけでなく、大きな結晶も微惑星の原材料となった可能性が指摘された。結晶が大きいほど固一気分別作用はおこりやすく、惑星の原材料物質の化学組成変化を説明できるかもしれない。今後の研究として、上述した単純系の他に複雑な系についても実験をすすめ、原始太陽系星雲での分化過程をより明らかにしたい。

原太阳星云中高温气体的凝结被认为是地球和其他行星的源物质，但对这种凝结过程进行的实验研究很少。本研究旨在通过重现高温下气体的蒸发效应和凝结效应及其产物的研究，阐明原太阳星云中凝聚相和气相的分化过程，以获得线索。。建造了真空高温炉来再现蒸发和冷凝的效果，部分研究经费用于零件的制造。对样品蒸发源部分和蒸发产生的气体冷凝部分进行温度校准等测试实验，检验真空高温炉的性能。但由于早期的失败，目前还无法进行各种实验参数的全面实验。我们在一个成分接近宇宙的简单系统（MgO-Si [O_2]系统）中获得了细小的凝聚体（小于几微米），因此我们使用电子显微镜对其进行了研究，发现即使是快速凝聚也是热力学的结果表明，稳定的 MgSi[O_3] 相（原火辉石）在气相中生长。这是首次在接近原始太阳系的条件下研究凝结产物。此外，还发现了橄榄石晶体的粗化现象，这表明大晶体可能成为星子的原料，而不仅仅是之前认为的几微米或更小的微观晶体。较大的晶体更有可能发生固体分馏，这可以解释地球原材料化学成分的变化。在未来的研究中，除了上述简单系统外，我们还希望对复杂系统进行实验，以更好地阐明原太阳星云的分化过程。