固体惑星の初期分化モデル：月マグマオーシャンからの制約

固体行星的初始分异模型：来自月球岩浆海洋的约束

基本信息

批准号：
11J09425
负责人：
酒井理紗
金额：
$ 1.22万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2011
资助国家：
日本
起止时间：
2011 至 2013
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では固体惑星の初期進化の統一的理解を最終目標としている。そのために、まず固体天体の初期進化を実証的に検討することができる月の観測事実から、惑星の初期組成とマグマオーシャンの冷却過程の関係を明らかにする。そして月により検証されたモデルと、実験的に決定された種々のパラメータを使い、任意のサイズ・初期組成を持つ固体天体についての初期進化をフォワードに予測する。そのために(1)月化学組成の推定、(2)高圧下でのマグマの物理的、化学的性質の決定、(3)固体天体初期分化モデルの構築、を目指している。当該年度の研究では、本研究で制約してきた月化学組成に対して、観測データの誤差や、地球のマグマ溜まりで知られている実際のマグマの複雑な物理過程を考慮したときに本研究の結果に与える影響の詳細な評価を行った。その結果、本研究で制約された組成はFeO量の下限値とAl203量の上限値に関しては非常に強い制約を与えられているという結論を得ることができた。さらに、制約した月バルク組成から得られる月の起源と初期進化に対する示唆を検討した。月の起源に関しては、近年議論されている3つの巨大衝突モデルに対して、起こりうる月円盤での高温での化学進化を考慮すると、衝突天体組成の月円盤が形成される巨大衝突モデルを支持することが述べられている。これはFeO量とAl_2O_3量を同時に高い精度で制約した結果初めて得られた知見である。また月の初期進化に関しては、制約した組成から形成される内部構造が示されている。マグマオーシャンから形成される内部構造は、マントルオーバーターンや海の玄武岩のソースとなる初期条件を与えるものであり、これらの研究に対する貢献が期待される。

这项研究旨在统一固体行星的初始演变。为此，我们将首先阐明行星初始组成与岩浆海洋冷却过程之间的关系，从月球的观察事实中，可以从经验上检查固体体的初始演变。通过月球验证和各种实验确定的参数验证的模型用于转发预测任意大小和初始组成的固体体的初始演变。为此，我们的目标是（1）估计月球化学成分，（2）在高压下确定岩浆的物理和化学特性，（3）构建一种固体天文体初始分化的模型。在今年的研究中，我们在考虑观察到的数据中的错误以及地球岩浆池中已知的实际岩浆的复杂物理过程时，对本研究结果的影响进行了详细的评估。结果，得出的结论是，在这项研究中受到约束的组成对FEO量的下限和AL203量的上限受到了非常强的限制。此外，我们研究了月球的起源以及从约束的月球散装组成获得的早期进化的建议。关于月球的起源，据说，对于近年来讨论的三个巨型碰撞模型，它支持了一个巨大的碰撞模型，考虑到可能发生的月球磁盘中的高温下的化学演化，在该模型中形成了月球磁盘。这是同时以高精度约束FEO和AL_2O_3的量而获得的第一个发现。此外，关于月球的早期演变，显示了由约束组成形成的内部结构。由岩浆海洋形成的内部结构提供了最初的条件，可作为地幔倾覆和海玄武岩的来源，并有望为这些研究做出贡献。