コンドライト隕石による未分化天体形成・進化過程の解明

利用球粒陨石阐明未分化天体的形成和演化过程

• 批准号: 17J04987
• 负责人: 本馬 佳賢
• 金额: $ 1.79万
• 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: 2017
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2017-04-26 至 2020-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17J04987/
• 关键词: 初期太陽系進化; パラサイト隕石; ハフニウムータングステン同位体年代学; 鉱物学; 熱史; Hf-W年代学; 宇宙線照射; 元素合成に起因する不均質; カラムクロマトグラフィー; 分化年代; 中性子捕獲

2019年度はパラサイト隕石のタングステン同位体及び白金同位体比の測定、パラサイト隕石の鉱物学的な観察、パラサイト隕石母天体の熱史の研究を行った。2018年度までに得られたハフニウム-タングステン同位体年代の結果をまとめ、他の年代計との結果と比較することで、パラサイト隕石が~1000 Kの温度領域において12 - 18 K/Myrという冷却率を持つことが示された。これまでに得られえた隕石のハフニウム-タングステン同位体年代の地質学的重要性を理解するため、隕石の鉱物学・地球化学的研究を中心に進めた。特にカンラン石とクロマイトの間の元素拡散プロファイルに着目し、隕石試料の冷却率が~1000 Kの温度領域において~10 K/Myrであったことが得られた。これは年代学的な冷却率と非常に調和的な結果となる。これらの結果を合わせ、隕石母天体の熱史のモデリング計算を行った。年代学的な研究結果より、パラサイト隕石の母天体においては60Feが熱源となりえることが判明したため、本研究では短寿命放射性核種を熱源に持つ天体の熱史を計算した。この結果、パラサイト隕石の母天体は直径100 km以下であったことが示された。本研究の一連の結果は、内側太陽系において~100 kmのサイズを有する微惑星が太陽系100万年以内に集積・分化をしていたことを示すものである。太陽系形成後500万年で60Feの熱源としての効果がなくなることが示唆されたため、母天体の集積時期が天体の分化度合いに大きな影響を与えていることが示唆された。

2019年，我们测量了橄榄石陨石的钨同位素和铂同位素比值，进行了橄榄石陨石的矿物学观测，研究了橄榄石陨石母体的热史。通过总结截至2018年获得的铪钨同位素年龄结果，并与其他天文钟的结果进行比较，我们发现，橄榄石陨石在~1000 K温度范围内的冷却速率为12 - 18 K/Myr。事实证明确实如此。为了了解目前已获得的陨石铪钨同位素年龄的地质意义，我们重点开展了陨石的矿物学和地球化学研究。我们特别关注橄榄石和铬铁矿之间的元素扩散曲线，发现陨石样品的冷却速率在 ~1000 K 温度范围内为 ~10 K/Myr。这个结果与时间冷却速率非常一致。结合这些结果，我们对陨石母体的热历史进行了建模计算。年代学研究结果表明，60Fe可以成为橄榄石陨石主体的热源，因此在本研究中我们计算了以短寿命放射性核素作为热源的主体的热历史。结果显示，橄榄石陨石母体直径小于100公里。这项研究的结果表明，在太阳系内部，100万年的时间里，尺寸约100公里的星子已经在太阳系内积累和分化。有人提出，60Fe在太阳系形成后500万年就不再有效作为热源，这表明母体积累的时间对天体的分化程度有重大影响。

项目成果

Hf-W dating of main-group pallasites

主族橄榄石的 Hf-W 定年

• 发表时间: 2019
• 作者: Homma Y.; Iizuka T.;Ishikawa A.
• 通讯作者: Ishikawa A.

Hf-W chronology of the Brenham pallasite

布伦纳姆橄榄石的 Hf-W 年代学

• 发表时间: 2018
• 作者: Homma; Y.;Iizuka; T.
• 通讯作者: T.

Hf-W dating of main-group pallasites

主族橄榄石的 Hf-W 定年

• 发表时间: 2019
• 作者: 本馬佳賢;飯塚毅;石川晃
• 通讯作者: 石川晃

パラサイト隕石BrenhamのHf-W年代学

橄榄石陨石布伦纳姆的 Hf-W 年代学

• 发表时间: 2017
• 作者: 本馬佳賢;飯塚毅
• 通讯作者: 飯塚毅

Hf-W chronology of the Brenham pallasite

布伦纳姆橄榄石的 Hf-W 年代学

• 发表时间: 2017
• 作者: Homma; Y.;Iizuka; T.
• 通讯作者: T.