長期粘弾性対流モデルから迫る惑星内部進化の研究

利用长期粘弹性对流模型研究行星内部演化

• 批准号: 13J02356
• 负责人: 鎌田 俊一
• 金额: $ 1.62万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013-04-01 至 2015-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13J02356/
• 关键词: 惑星; 月; 冥王星; 粘弾性変形; 熱進化; 国際研究者交流; 国際研究者交流(US)

固体惑星の内部熱進化と、表層地形の長期粘弾性変形のカップリングに取り組んだ。研究対象としては、地球の月や冥王星、さらには土星の周りを回る氷衛星など様々な天体を選択した。まず、簡略化した熱進化モデルを用いた粘弾性変形問題を月に適用した。月の地形や内部構造について、LROやGRAIL探査機により得られた最新のデータを解析した。その結果、約半数の巨大クレータがほぼ粘性緩和しきっていることが分かった。これを説明する熱進化モデルを、膨大なパラメータ空間から探すということを行った。その結果、地形が緩和しきるのに必要な温度は地殻下端で1300 K以上であり、それは月マグマオーシャンの固化から約50 Myr以内でしかありえそうにないことが分かった。このことは、月の巨大クレータの約半数はマグマオーシャン固化から間もない時期に形成したことを示している。これは内側太陽系における巨大衝突史を解き明かす鍵となる結果であり、国際誌Icarusに報告された。また既存の3次元熱対流モデルを用いた地形変形問題を冥王星に適用した。冥王星についてはまだ探査データがないが、New Horizons探査が迫っている。そこで得られるデータから冥王星の内部物質（放射性元素量）が推定できるであろうことを明らかにした。具体的には、巨大クレータの緩和割合やクレータ内部の断層方向（放射状か同心円状か）は表層の冷たく硬い層（弾性リソスフェア）の厚さで支配されており、この厚さは岩石核中のコアで決まることを明らかにした。この結果は国際誌JGR-Planetsに報告された。さらに、粘弾性変形プログラムとカップリングしやすい熱対流計算コードの開発も進めた上、氷衛星レアの進化における研究も行った。これらの結果は国際学会LPSCで発表された。

The internal thermal evolution of solid stars and the long-term viscosity variation of surface topography are selected. Study the moon, Pluto, Saturn, moon, moon The problem of viscosity is solved by simplification and thermal evolution. The terrain and internal structure of the moon are analyzed by LRO and GRAIL. About half of the results are from the viscosity easing process. This is the first time that I've seen this. As a result, the terrain is relaxed and the necessary temperature is above 1300 K at the lower end of the crust. About half of the moon's huge waves were formed during the period of solidification The history of the great conflict in the inner solar system is clear and the results are reported in the international journal Icarus. The existing three-dimensional heat flux is applicable to Pluto. Pluto's exploration of the moon is not easy. New Horizons exploration is hard to find. Pluto's internal matter (radioactive element content) is presumed to be the same. The thickness of the cold and hard layer in the surface layer is dominated by the thickness of the rock core. The results were reported in JGR-Planets. In addition, the research on the evolution of the satellite and the development of the thermal flow calculation system has been carried out. The results of the study were presented to the International Society for Research and Development (LPSC).

项目成果

Relaxation of long-wavelength topography and the thermal evolution of Rhea

长波长地形的弛豫和土卫五的热演化

• 发表时间: 2015
• 作者: Kamata;S. and F. Nimmo
• 通讯作者: S. and F. Nimmo

Impact basin relaxation as a probe for the thermal history of Pluto

撞击盆地弛豫作为冥王星热历史的探测器

• DOI: 10.1002/2014je004679
• 发表时间: 2014
• 期刊: J. Geophys. Res. Planets
• 作者: Kamata;S. and F. Nimmo
• 通讯作者: S. and F. Nimmo

Principal-Component Analysis of the continuous 3-μm spectra of low-albedo asteroids observed with the AKARI satellite

AKARI 卫星观测到的低反照率小行星连续 3 μm 光谱的主成分分析

• 发表时间: 2014
• 期刊: Lunar and Planetary Science Conference
• 作者: kamura;N.;S. Sugita;S. Kamata;F. Usui;T. Hiroi;T. Ootsubo;T. G. Muller;I. Sakon;and S. Hasegawa
• 通讯作者: and S. Hasegawa

粘弾性変形解析から示唆された古い衝突盆地形成年代

粘弹性变形分析表明古代撞击盆地形成时代

• 发表时间: 2013
• 作者: 鎌田俊一;杉田精司;阿部豊;石原吉明;原田雄司;並木則行;岩田隆浩;花田英夫;荒木博志
• 通讯作者: 荒木博志

Lunar Mare volcanism : Lateral heterogeneities in volcanic activity and relationship with crustal atructure

月海火山活动：火山活动的横向异质性及其与地壳结构的关系

• DOI: 10.1144/sp401.11
• 发表时间: 2014
• 期刊: Geol. Soc. London Spec. Pub.
• 作者: Morota;Ishihara;Sasaki;Goossens;Matsumoto;Noda;Araki;Hanada;Tazawa;Kikuchi;Ishikawa;Tsuruta;Kamata;Otake;Haruyama;Ohtake
• 通讯作者: Ohtake