惑星物質中の有機物・鉱物相互関係のミクロ・ナノ非破壊分析

行星物质中有机物和矿物质之间相互关系的微/纳米无损分析

基本信息

批准号：
07J00647
负责人：
癸生川陽子
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07J00647/
关键词：
炭素質コンドライト隕石赤外分光有機物鉱物

项目摘要

炭素質コンドライト隕石中には数%程度の有機物が含まれていることが知られており,その有機物の大部分(70-99%)は溶媒に溶けない複雑な高分子有機物(不溶性有機物)で占められている.このような有機物を調べることは,初期太陽系進化過程を知る上で重要である.隕石中の有機物がどのように分布しているかを調べるために,新しい分析手法である近接場赤外分光装置を用いた面分析を行った.その結果,1ミクロン程度の分解能で脂肪族CHなどの有機官能基及びシリケイトの分布を見ることができた.また,有機物の中でも官能基の分布に不均質があることが示唆された.また,顕微赤外分光法を用いて,隕石中有機物の加熱による減少の速度論的解析を,共存鉱物の影響を考慮して調べた.Ar雰囲気下でMurchison隕石の不溶性有機物と未処理の試料(鉱物有り)の等温加熱実験を行った.脂肪族CHのピーク高さの時間変化を三次元拡散律速モデルでフィッティングし,反応速度定数を求めた.アーレニウスの式を用い,速度定数と温度の関係から,活性化エネルギーと頻度因子を求めた.活性化エネルギーの値は,不溶性有機物のみの方が未処理の隕石よりも大きかった.したがって,Murchison隕石のマトリックス鉱物は有機物の熱分解を促進する触媒効果を持つことが示唆される.求めた活性化エネルギーなどの速度論的パラメータを用いて,炭素質コンドライト中有機物の加熱温度・時間の制約が可能となる.また,温度・時間プロファイルから有機物生存可能な母天体の深さのリミットを見積もることができる.

众所周知，碳质软管陨石中含有几％的有机物，而大多数有机物（70-99％）是由复杂的聚合物有机物（不溶性有机物）组成的，它们在溶剂中不溶于溶剂。对这种有机物的检查对于理解早期太阳系的进化过程很重要。为了研究陨石中有机物的分布方式，使用新的分析方法，即近场红外光谱进行了表面分析。结果，我们能够看到有机官能团的分布，例如脂肪族CH和硅酸盐，分辨率约为1微米。还建议，有机物之间官能团的分布是异质的。此外，考虑到共存矿物质的影响，使用微型边红外光谱法研究了由于加热而导致的陨石中有机物的还原分析的动力学分析。在AR气氛下，我们对不溶性有机物和未处理样品（矿物）进行了等温加热实验。使用三维扩散控制模型拟合了脂肪族CH峰高度的时间变化，以确定反应速率常数。使用Ahrenius方程，从速率常数和温度之间的关系中计算了激活能量和频率因子。对于不溶性有机物而言，激活能的值比未经处理的陨石更大。因此，建议默奇森陨石的基质矿物质具有催化作用，可促进有机物的热解。使用动力学参数（例如活化能），可以限制碳质软管中有机物的加热温度和时间。此外，可以估计可行有机物深度深度的极限。