Reproduction experiments of chondrules together with GEMS grains

球粒与 GEMS 颗粒的复制实验

• 批准号: 22K14088
• 负责人: 松野 淳也
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Ritsumeikan University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K14088/
• 关键词: コンドリュール; GEMS; 熱プラズマ; 合成実験

小惑星を起源とする始原的炭素質コンドライト隕石を主に構成する物質はコンドリュールとマトリクスである。近年、変成のほとんど受けていないマトリクスが、彗星の物質に特徴的なGEMSと呼ばれる非晶質ケイ酸塩ナノ粒子と類似する組織を持つことが見出され、小惑星と彗星の物質の関係性に注目が集まっている。そのGEMSの形成には太陽系内の凝縮過程が関係していると指摘されているが、その凝縮過程の再現実験の際、しばしばコンドリュールに似た実験生成物を得ることもある。そこで本研究では、コンドリュールとGEMSは同時に生成したという作業仮説を提案し、その検証のため隕石粉末の加熱・急冷実験を行う。そして長年の謎である、コンドリュールを生成した加熱イベントに対して具体的な制約を与えることを目標とする。これまでのGEMS類似物質の合成例は、Sを含まない系（Mg-Si-Fe-Al-Na-Ca-O系）のみが報告されている。Sを含む系(Mg-Si-Fe-O-S系)ではGEMSに特有のガラス中に金属鉄が埋め込まれたテクスチャーの再現は報告されていない。この系が高温の場合、SはSO2として存在すると考えられるが、実際の太陽系の高温ガスにはHやCが存在するため、Sの形態はH2Sとなり、この違いがテクスチャの形成に影響を与えたと予想される。そこでまず本年度では、太陽系の高温ガスの元素組成を忠実に再現した凝集実験を行った。TEMによるテクスチャーの観察、元素分析の結果、この回収物は、10～50nmのケイ酸塩ガラスの表面に10～30nmのFe-Ni金属と5～20nmのFe-硫化物が付着しているナノ粒子であることが分かった。この結果は、Sを含む系の先行研究と同様であった。つまり、高温状態でのSの存在形態は、凝縮時のテクスチャーに影響を与えないことがわかった。このことから、GEMSテクスチャの形成には、系の全圧や冷却速度など、他の要因が支配的であるとわかった。

The origin and origin of small meteorites are mainly composed of carbon and carbon. In recent years, the characteristics of comets 'substances, such as GEMS, amorphous particles and similar tissues, have been observed. The relationship between comets' substances and small stars has been focused. The formation of GEMS is related to the condensation process in the solar system. In this study, the heating and quenching of meteorite powder were carried out simultaneously. For many years, it has been a mystery to create a heating system for specific constraints and purposes. Examples of synthesis of GEMS analogues are reported in the following paragraphs: Mg-Si-Fe-Al-Na-Ca-O system S containing system (Mg-Si-Fe-O-S system) is unique to GEMS. This system is high temperature, S SO2 and C exist, S H2S and S H2S form, S SO2 and C form, S SO2 and C form, S SO2 form, S H2S form. This year, the elemental composition of the solar system at high temperatures has been restored. TEM observation, elemental analysis results, the results of the reaction, 10~50nm Fe-Ni metal and 5~20nm Fe-sulfide particles on the surface of the acid layer. The results of this study are the same as those of the previous study.つまり、高温状态でのSの存在形态は、凝缩时のテクスチャーに影响を与えないことがわかった。The main reason for this is the formation of GEMS, the overall pressure of the system, the cooling speed, and other factors.