珪酸塩の準安定相転移に基づく隕石の衝撃履歴の解明

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激しい衝撃変成を受けた石賀陽石中では,その主要構成鉱物である斜長石の一部が固相のまま非晶質化していることがあり,衝撃スケールの重要な一指標となっている.従来は,衝撃回収実験のみ基づき非晶質化の圧力が見損もられてきた.しかし,衝撃実験における圧力保持時間は10^<-6>secオーダーであり,天然の隕石母天体(10^0 secオーダー)と比較すると極めて短い.したがって,相転移に必要な時間が十分与えられず,非晶質化圧力が過剰に評価されている可能性がある.本研究課題では,圧力保持時間をより長くとることのできるダイヤモンドアンビルセル(DAC)を用い,これまで行ったNa: Ca=99:1,89:11に加え,Na: Ca=0:100の斜長石粉末の,室温・20-49GPaの条件下での圧縮実験を行った.試料は加圧後30分保持して減圧し,DACから回収してラマン分光装置で構造を同定,非晶質化メカニズムと非晶質の割合を調べるため,一部の試料は透過電子顕微鏡でも解析した.その結果,静的圧縮により斜長石が完全に非晶質化する圧力は,1)衝撃実験に対してわずかに低圧(4GPa以下)であり,時間依存性はさほど大きくないこと,2)衝撃実験同様Na/Ca比が増加するほど高いこと,3)粒径が小さいほど非晶質化圧力は小さいこと,が明らかになった.しかし,本研究は室温での高圧実験であるため,高温下での原子拡散の活性化も考慮すると,非晶質化圧力はさらに低下する可能性が高い.現在,抵抗加熱による高温DACシステムの立ち上げを進めている.