リュウグウの炭酸塩から酸素濃度・ガス分子種の変遷を解読～炭素・酸素同位体比に基づく天体進化モデルを構築 形成・変質過程の手がかりに～
リュウグウ試料中の方解石の電子顕微鏡像（反射電子）
【ポイント】
- 小惑星リュウグウの試料の炭酸塩粒子に対して、酸素・炭素の両方の分析を初めて網羅的に行った。
- リュウグウに含まれる方解石と苦灰石の同位体比変動の違いがわかった。
- 炭酸塩粒子から、リュウグウにおける酸素濃度・存在するガス分子種の変遷を解読することに成功した。
- 今回の結果は、リュウグウの母天体の形成時、揮発性の高い成分が固体（氷）として取り込まれたことを示唆する。
- 小惑星採取のサンプルや隕石の酸素・炭素の両方の分析は、小惑星や母天体の変質過程の解明にきわめて有効であり、今回の研究でそのモデルを示した。
【概要】
茨城大学大学院理工学研究科（理学野）の藤谷渉准教授、北海道大学大学院理学研究院の川﨑教行准教授および圦本尚義教授、東京工業大学理学院地球惑星科学系の横山哲也教授、東京大学大学院理学系研究科の橘省吾教授らの研究チームは、探査機はやぶさ 2 が回収した小惑星リュウグウの試料を分析し、リュウグウにおける酸素濃度や存在するガス分子種の変遷を明らかにしました。
本研究では、リュウグウの試料における炭酸塩鉱物（方解石および苦灰石）に含まれる炭素と酸素の同位体の存在量比を調べました。すると、方解石では炭素・酸素どちらの同位体比も異なる粒子の間で大きな変動がある一方、苦灰石ではほとんど変動は見られませんでした。この分析結果は、方解石はリュウグウにおける変質作用の初期、温度や酸素濃度が上昇中、ガス分子種の割合が変化しているときに形成され、一方、苦灰石は系が平衡状態にあり、より高温で、ガスの中で二酸化炭素の割合が相対的に高い状態で形成されたことを示唆します。
こうした炭酸塩鉱物の同位体組成は、これまでの隕石研究では報告されていませんでした。このことから、リュウグウや隕石の母天体はそれぞれ異なる物質から構成され、独特の環境で進化したと言えます。
この成果は、2023 年7 月10 日、Nature Geoscience 誌に掲載されます。
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