【岡山大学】初期太陽系における地球型惑星の材料物質の進化を解明:地球質量の半分を占めるケイ素と酸素の同位体組成からの証拠

2021(令和3)年 5月 21日
国立大学法人岡山大学
https://www.okayama-u.ac.jp/
 


<発表のポイント>
  • 地球型惑星の主要な材料と考えられる、エンスタタイト・コンドライト隕石に含まれるコンドリュールについて、ケイ素および酸素の同位体組成を分析し、太陽系の誕生から地球型惑星の母体となった微惑星が形成するまでの、ケイ素と酸素の進化過程を解明しました。
  • 地球型惑星や小惑星の化学組成の違いが、始原的隕石であるコンドライトを単純に混合した化学組成を反映しているのではなく、原始太陽系円盤において、それぞれの材料物質が集積した場の塵とガス全体の組成によって決定づけられていることを示しました。
  • これまで考えられてきた地球型惑星の化学組成の再検討が必要であると示唆されます。


◆概 要
 国立大学法人岡山大学(本部:岡山市北区、学長:槇野博史)の惑星物質研究所・The Pheasant Memorial Laboratory(PML)の田中亮吏教授、Christian Potiszil助教、中村栄三教授(現 自然生命科学研究支援センター教授(特任))は、エンスタタイト・コンドライト隕石に含まれるコンドリュールおよびユレイライト隕石の酸素とケイ素の同位体組成分析を行うことにより、地球型惑星の約50%を構成するこれらの元素の、原始太陽系円盤での進化過程を明らかにしました。

 地球型惑星の形成モデルには、エンスタタイト・コンドライトが主要な成分であるとする説や、ユレイライトに炭素質コンドライトが混合してできたとする説などがあります。しかしいずれのモデルについても、地球の岩石層や太陽系の天体などにおけるケイ素や酸素の同位体組成比に矛盾が生じ、うまく説明ができていませんでした。

 この研究成果は、始原的隕石の組成が、必ずしも惑星の化学組成をそのまま反映しているものではないことを意味しており、これまで行われてきた地球型惑星の形成過程と化学組成の研究に新たな示唆を与えるものです。

 本研究成果は2021年5月20日、アメリカ天文学会の国際科学雑誌「The Planetary Science Journal」オンライン版に掲載されました。
 

原始太陽系円盤の内側における、微惑星形成モデル原始太陽系円盤の内側における、微惑星形成モデル

 

 

エンスタタイト・コンドライト隕石に含まれるコンドリュールの酸素同位体比とケイ素同位体比の関係(赤丸)エンスタタイト・コンドライト隕石に含まれるコンドリュールの酸素同位体比とケイ素同位体比の関係(赤丸)


◆田中亮吏教授からのひとこと
 地球誕生の歴史や地球内部構造を研究している過程で浮かんだ、「これまでに推定されてきた地球の化学組成はどこまで正しいのだろうか」という疑問をもとに、この研究をスタートさせました。今後も、当研究所で開発してきた地球惑星物質総合解析システム(CASTEM)を駆使して、太陽系と地球の誕生の謎をひも解いていく予定です。

田中亮吏 教授田中亮吏 教授


◆論文情報
 論文名:Silicon and Oxygen Isotope Evolution of the Inner Solar System
 掲載紙:The Planetary Science Journal
 著 者:Ryoji Tanaka, Christian Potiszil, and Eizo Nakamura
 D O I:https://doi.org/10.3847/PSJ/abf490
 U R L:https://iopscience.iop.org/article/10.3847/PSJ/abf490


◆詳しいプレスリリースについて
 初期太陽系における地球型惑星の材料物質の進化を解明:地球質量の半分を占めるケイ素と酸素の同位体組成からの証拠
 https://www.okayama-u.ac.jp/up_load_files/press_r3/press20210521.pdf
 

岡山大学惑星物質研究所(鳥取県東伯郡三朝町)岡山大学惑星物質研究所(鳥取県東伯郡三朝町)


◆参考情報
・岡山大学惑星物質研究所(IPM)
 http://www.misasa.okayama-u.ac.jp/jp/
・内閣府「国立大学イノベーション創出環境強化事業」に採択 イノベーションエコシステムの構築を加速(令和2年10月20日付岡山大学プレスリリース)
 https://www.okayama-u.ac.jp/tp/news/news_id9724.html
・惑星物質研究所の中村栄三教授が「令和2年度星取県推進功労者知事表彰」を受賞
 https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000000060.000072793.html
 

岡山大学惑星物質研究所の位置(googleマップより)岡山大学惑星物質研究所の位置(googleマップより)


◆本件お問い合わせ先
 <本研究に関するお問い合わせ先>
 岡山大学惑星物質研究所 教授 田中亮吏
 〒682-0193 鳥取県東伯郡三朝町山田827
 TEL:0858-43-3748
 FAX:0858-43-3748
 https://pml.misasa.okayama-u.ac.jp/home.php

 <岡山大学の産学連携などに関するお問い合わせ先>
 岡山大学研究推進機構 産学連携・知的財産本部
 〒700-8530 岡山県岡山市北区津島中1丁目1番1号 岡山大学津島キャンパス 本部棟1階
 E-mail:sangaku◎okayama-u.ac.jp
             ※◎を@に置き換えて下さい
 TEL: 086-251-8463
 https://www.orsd.okayama-u.ac.jp/

 岡山大学メディア「OTD」:https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000000011.000072793.html
 岡山大学Image Movie (2020):https://youtu.be/pKMHm4XJLtw
 岡山大学SDGsホームページ:https://sdgs.okayama-u.ac.jp/
 産学共創活動「岡山大学オープンイノベーションチャレンジ」2021年5月期共創活動パートナー募集中:
 https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000000078.000072793.html

 岡山大学『THEインパクトランキング2021』総合ランキング 世界トップ200位以内、国内同列1位!!
 https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000000070.000072793.html

国立大学法人岡山大学は、国連の「持続可能な開発目標(SDGs)」を支援しています。また、政府の第1回「ジャパンSDGsアワード」特別賞を受賞しています国立大学法人岡山大学は、国連の「持続可能な開発目標(SDGs)」を支援しています。また、政府の第1回「ジャパンSDGsアワード」特別賞を受賞しています

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