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研究成果名
太陽系始原物質コンドライト隕石中の
金属相の元素組成を正確に分析し、
太陽系初期の環境と物質進化の解明に成功

研究成果の概要

コンドライト隕石は太陽系初期に原始太陽星雲と呼ばれるガスから形成されたもので、太陽系の物質の中では最も始原的なものであり、太陽系初期の現象を解明するために我々が利用できる唯一の物質である。コンドライト隕石は珪酸塩、鉄－ニッケル合金、硫化鉄を主成分として構成される。このうち鉄－ニッケル合金は重量比で１０％前後を占め、珪酸塩鉱物に次いで重要な構成物であり、その組成や形態は地球上には見られない様々な特徴を示す。
本研究では、コンドライト隕石から鉄－ニッケル合金を分離し、その化学組成をもとめ、その結果に基づいてそのような金属相が形成された太陽系の初期の環境や物質の進化を考察した。金属相の化学組成を求めるにあたっては、立教大学原子力研究所TRIGAII原子炉を用い、非破壊中性子放射化分析法をおこなった。研究の初期の段階で、照射時間と測定時間、及びその条件を種々に変えることにより、鉄、ニッケルの主成分元素をはじめとして１ppm以下の存在度しかないアンチモンやレニウムまで、合計１８元素を正確に定量する手法を確立した。この中にはこれまで報告値のないロジウムの分析値も含まれる。こうして確立した手法を種々のコンドライト隕石グループから分離した鉄－ニッケル相の分析に適用した。

その結果、鉄－ニッケル相はこれまで考えられてきた、原始太陽星雲からの凝縮でできたものではなく、一度凝縮した物質が加熱・溶融したときにできたものであることが分かった。このことは、太陽系初期に固体物質が形成された後、かなりの規模で再加熱を受けるような事象があったことを示すもので、これまで考えられてきたコンドルールの形成を促す小規模な加熱では説明できないものである。また、コンドライト隕石各グループがその母天体を形成する集積過程で物質がどのように進化したかを、それぞれのグループごとに議論し、これまでにないいくつかの重要な知見を得ることができた。（詳細は各論的な議論になるので省略）

研究成果の国民生活・経済への寄与の内容

我々が住む太陽系の初期に物質がどう生まれ、どう進化したが、そのときの環境はどうであったかなど、生きている宇宙のことを知りたいという人類の根元的な知識欲に応えるものである。

成果に関する国際的な評価

上記成果は国際学会で何度か報告し、この分野の第一級の国際誌にも掲載されている。

1. Chemical characteristics of metal phases of Richardton H5 chondrite. Earth Planet. Sci. Lett. 136, 407-419 (1995).

2. Distribution of W and Mo in ordinary chondrites and its implications to nebular and parent body thermal processes. Earth Planet. Sci. Lett. 137, 57-70 (1996).

3. Metal phases of L chondrites: Their formation and evolution in the nebula and in the parent body. Geochim. Cosmochim. Acta 60, 2667-2680 (1996).

4. Precise determination of 18 siderophile elements including all platinum group elements for chondritic metals and iron meteorites by instrumental neurron activation. Anal. Chem. 68, 4130-4134 (1996).

5. The origin and nebular history of the metal phase of ordinary chondrites. Geochim. Cosmochim. Acta 61, 2317-2329 (1997).
6. Compositional continuity of enstatite chondrites and implications for heterogeneous accretion of the enstatite chondrite parent body. Geochim. Cosmochim. Acta 61, 4895-4914 (1997).

7. Reevaluation of formation of metal nodules in ordinary chondrites. Meteoritics Planet. Sci. 33, 993-998 (1998).

8. Distribution of siderophile elements in CR chondrites: Evidence for evaporation and recondensation during chondrule formation. Geochim. Cosmochim. Acta 63, 2637-2652 (1999).

その他

原研施設利用共同研究

（研究代表者：海老原充　東京都立大学）

研究成果名	太陽系始原物質コンドライト隕石中の金属相の元素組成を正確に分析し、太陽系初期の環境と物質進化の解明に成功
研究成果の概要	コンドライト隕石は太陽系初期に原始太陽星雲と呼ばれるガスから形成されたもので、太陽系の物質の中では最も始原的なものであり、太陽系初期の現象を解明するために我々が利用できる唯一の物質である。コンドライト隕石は珪酸塩、鉄－ニッケル合金、硫化鉄を主成分として構成される。このうち鉄－ニッケル合金は重量比で１０％前後を占め、珪酸塩鉱物に次いで重要な構成物であり、その組成や形態は地球上には見られない様々な特徴を示す。本研究では、コンドライト隕石から鉄－ニッケル合金を分離し、その化学組成をもとめ、その結果に基づいてそのような金属相が形成された太陽系の初期の環境や物質の進化を考察した。金属相の化学組成を求めるにあたっては、立教大学原子力研究所TRIGAII原子炉を用い、非破壊中性子放射化分析法をおこなった。研究の初期の段階で、照射時間と測定時間、及びその条件を種々に変えることにより、鉄、ニッケルの主成分元素をはじめとして１ppm以下の存在度しかないアンチモンやレニウムまで、合計１８元素を正確に定量する手法を確立した。この中にはこれまで報告値のないロジウムの分析値も含まれる。こうして確立した手法を種々のコンドライト隕石グループから分離した鉄－ニッケル相の分析に適用した。その結果、鉄－ニッケル相はこれまで考えられてきた、原始太陽星雲からの凝縮でできたものではなく、一度凝縮した物質が加熱・溶融したときにできたものであることが分かった。このことは、太陽系初期に固体物質が形成された後、かなりの規模で再加熱を受けるような事象があったことを示すもので、これまで考えられてきたコンドルールの形成を促す小規模な加熱では説明できないものである。また、コンドライト隕石各グループがその母天体を形成する集積過程で物質がどのように進化したかを、それぞれのグループごとに議論し、これまでにないいくつかの重要な知見を得ることができた。（詳細は各論的な議論になるので省略）
研究成果の国民生活・経済への寄与の内容	我々が住む太陽系の初期に物質がどう生まれ、どう進化したが、そのときの環境はどうであったかなど、生きている宇宙のことを知りたいという人類の根元的な知識欲に応えるものである。
成果に関する国際的な評価	上記成果は国際学会で何度か報告し、この分野の第一級の国際誌にも掲載されている。 1. Chemical characteristics of metal phases of Richardton H5 chondrite. Earth Planet. Sci. Lett. 136, 407-419 (1995). 2. Distribution of W and Mo in ordinary chondrites and its implications to nebular and parent body thermal processes. Earth Planet. Sci. Lett. 137, 57-70 (1996). 3. Metal phases of L chondrites: Their formation and evolution in the nebula and in the parent body. Geochim. Cosmochim. Acta 60, 2667-2680 (1996). 4. Precise determination of 18 siderophile elements including all platinum group elements for chondritic metals and iron meteorites by instrumental neurron activation. Anal. Chem. 68, 4130-4134 (1996). 5. The origin and nebular history of the metal phase of ordinary chondrites. Geochim. Cosmochim. Acta 61, 2317-2329 (1997). 6. Compositional continuity of enstatite chondrites and implications for heterogeneous accretion of the enstatite chondrite parent body. Geochim. Cosmochim. Acta 61, 4895-4914 (1997). 7. Reevaluation of formation of metal nodules in ordinary chondrites. Meteoritics Planet. Sci. 33, 993-998 (1998). 8. Distribution of siderophile elements in CR chondrites: Evidence for evaporation and recondensation during chondrule formation. Geochim. Cosmochim. Acta 63, 2637-2652 (1999).
その他	原研施設利用共同研究（研究代表者：海老原充　東京都立大学）