小天体衝突による海の散逸、及び初期地球環境変化の解明

阐明由于与小天体碰撞造成的海洋消散和早期全球环境变化

基本信息

批准号：
14J11899
负责人：
上田翔士
金额：
$ 1.66万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-04-25 至 2017-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

当該研究の目的は、1.小天体が岩石や海に衝突した際に惑星外へ散逸する、大気、衝突表面物質、衝突天体物質の質量を数値計算により明らかにする、2.結果を定式化し、3.地球上に生命が誕生したとされる時代である冥王代（特に、後期隕石重爆撃）において、小天体衝突による水量の変化を定量的に議論する、4.地球の生命起源へ影響を及ぼした可能性のある衝突起因の表層環境の変化を探る、である。今年度、報告者は2,3,4を達成するために、まず自ら書き上げチューニングを施した、世界的にも新しい流体計算コード（SPHコード；流体が質量の広がりをもつ粒子から出来ていると考えて流体を計算する手法）を用いて、小天体が岩石や海に衝突した際に惑星外へ散逸する、大気、衝突表面物質、衝突天体物質の質量の結果の定式化を試みた。上記のことから小天体が岩石や海に衝突した場合の惑星表面の水量変化を計算することが出来るため、各年代の衝突天体フラックスと現在の水量のデータを用いて、地球上に生命が誕生したとされる時代である冥王代での小天体衝突による水量変化を定量的に議論し、地球の生命起源へ影響を及ぼした可能性のある衝突起因の表層環境の変化を探ることを明らかにしつつある。また、昨年度滞在した、本研究に関連し顕著な業績をあげている研究者が集まっているフランス・コートダジュール天文台の研究者である、初期地球の小天体衝突頻度に精通しているA. Morbidelli氏、惑星大気、内部構造、熱進化を専門とするT. Guillot氏、報告者と同様の流体計算コードを使った衝突シミュレーションを行なっているP. Michel氏など、所属研究機関の研究者のみならず国外の研究者から多角的に助言を頂きつつ、研究をさらに発展させた。

这项研究的目标是： 1. 使用数值计算来阐明当小天体与岩石或海洋碰撞时消散到行星外部的大气层、撞击表面材料和撞击物体材料的质量； 2. 制定结果，3.生命在地球上诞生。定量讨论冥宙时期（特别是陨石撞击晚期），也就是地球生命暴露的时期，由于小天体碰撞造成的水量变化。4．今年，为了实现2、3、4，演讲者首先编写并调整了世界上最新的流体计算代码（SPH代码；它基于流体是由质量扩散的粒子组成的思想。当当小天体与岩石或海洋相撞时，我们尝试制定大气质量、撞击表面物质以及消散到地球外部的撞击天文物质的结果。由上可知，可以计算出小天体与岩石或海洋碰撞时地球表面水量的变化，因此利用各个时代撞击天体的通量和当前的水量数据，我们的目标是定量讨论冥古宙时期（人们认为地球的行星体已被毁灭）因与小天体碰撞而引起的水量变化，并探索由碰撞引起的地表环境的变化。可能对地球生命的起源产生了影响。此外，法国蔚蓝海岸天文台的研究员A.莫比德利（A. Morbidelli）熟悉早期地球上小天体碰撞的频率，该天文台去年聚集了在这项研究方面取得了显著成果的研究人员。 T. Guillot 先生专门研究行星大气、内部结构和热演化，P. Guillot 先生使用与演示者相同的流体计算代码进行碰撞模拟。他不仅从所属研究机构的研究人员，而且还从米歇尔先生等海外研究人员那里接受了各种角度的建议，进一步发展了他的研究。