東工大ニュース
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公開日:2018.01.26
隕石に記録された放射壊変年代(アルゴン年代※1)はその隕石の母天体がその時刻に1,000 Kの高温にさらされた時刻を示します。多くの隕石は初期の太陽系で母天体が冷え固まった時刻、すなわちおよそ45~46億年前の年代を示しますが、一部の隕石は若い年代を示します。母天体を1,000 Kまで加熱する過程は天体衝突しか考えられません。したがって、若い年代を示す隕石群の年代頻度の時間変化は太陽系天体の衝突史とみることができ、初期太陽系の軌道進化史の制約条件として利用されてきました。
アルゴン年代から衝突史の情報を引き出すためには、どの程度の衝突速度の場合に母天体が1,000 Kまで加熱されるか、という?アルゴン年代消去衝突速度?がわかっている必要があります。過去の理論的研究では岩石物質を理想的な流体であると仮定※2し、母天体を1,000 K以上に加熱してアルゴン年代をリセットするためには6~8 km/sという高速度で衝突が起こる必要があると推定されました。この速度は小惑星帯における典型的な衝突速度(およそ5 km/s)よりも高速度です。ところが2010年以降、現実の物質(弾塑性体)への衝突ではこの推定よりも低速度の衝突でも大きな加熱度が達成されるという報告が室内衝突実験/数値衝突計算で報告されるようになってきました。この?追加加熱?の起源は未解明でしたが、アルゴン年代から復元される初期太陽系の姿が大幅に塗り替えられる可能性があります。
千葉工業大学の黒澤耕介研究員、東京工業大学 地球生命研究所(ELSI)の玄田英典特任准教授は数値衝突計算を行い、現実の岩石の弾塑性体挙動を計算に取り入れた場合の加熱度を調べました。その結果、衝撃波の伝播で圧縮?破砕された岩石が膨張して減圧する際に内部摩擦や塑性変形によって追加発熱が起こり(図1)、2 km/sという低速度衝突の場合でも衝突天体質量の10%が1,000 Kまで加熱されることを見出しました。6~8 km/sと考えられていたアルゴン年代消去衝突速度が実際には2 km/sであったことになります。
?追加加熱?によって、隕石のふるさとである小惑星帯の典型的な衝突でアルゴン年代消去が起こることがわかりました。この新発見は初期太陽系の衝突環境は従来推定よりも穏やかであったことを示唆します。
研究成果は、1月25日付の米国科学雑誌「Geophysical Research Letters」の電子版に掲載されました。
論文情報
掲載誌 : |
Geophysical Research Letters |
論文タイトル : |
Effects of friction and plastic deformation in shock-comminuted damaged rocks on impact heating |
著者 : |
Kosuke Kurosawa and Hidenori Genda |
DOI : |
お問い合わせ先
千葉工業大学 惑星探査研究センター
研究員 黒澤耕介
E-mail : kosuke.kurosawa@perc.it-chiba.ac.jp
Tel : 047-478-4386、047-478-0320 / Fax : 047-478-0372
東京工業大学 地球生命研究所
特任准教授 玄田英典
E-mail : genda@elsi.jp
Tel : 03-5734-2887
取材申し込み先
東京工業大学 広報?社会連携本部 広報?地域連携部門
E-mail : media@jim.titech.ac.jp
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