隕石から読み解く太陽系のはじまり

神戸大学・理学部・地球惑星科学科 留岡和重

1 我々は何をやっているか．

物を通して宇宙を探る

最近５０年間で急速に進歩

宇宙科学

天体観測

実験・分析

理論・計算

2 我々が手にできる宇宙物質とは？

隕石 月岩石

NASA

火星岩石（隕石）

NASA

塵

1／1000 mm大気上層で回収

3 隕石とはどのようなものか

・鉄の隕石 5 %

・石の隕石 93 %

・石と鉄の隕石 2 %

4 地球に降ってくる宇宙物質の量

・ ~100 トン（1日）／~37000 トン（1年）

・ 大部分は微粒子（径 1 mm以下）高速で大気圏に突入し，流星として消滅．

・ 隕石（数cm以上）はきわめて少ない．

地球全体 ～500 個

南極以外の陸地 ～3000 個

南極（1969年以来） ～30000 個

砂漠（最近10年間） ＞30000 個

○隕石は1年にいくつ落下するか

最近，さらに急増

陸地全体 ～150 個

○ これまで回収された隕石の数

5 隕石はどこからやってくるか？

○太陽系とは何か

10万光年

数1000億個の恒星

太陽は

その内の1つ

銀河系

水星 金星 火星

木星 地球

土星太陽系とは？

天王星 海王星冥王星

・太陽

・ 9つの惑星太陽系

小惑星帯

火星と木星の間に無数の小惑星が存在．

小惑星

・ 最大のもの → 直径～900 km

・ 直径10 km以上のもの → ～70000個

・ 直径10 km以下のもの → 無数

60 km

小惑星Nick Strobel's Astronomy Notes

小惑星の衝突

こうしてできた小惑星の

かけらが隕石．

彗星 もう１つの隕石の供給源

6 小惑星・彗星とは何か

原始星雲（ガス＋ちり）

原始太陽

太陽系はもともと

星雲だった

太陽系のはじまり 46億年前（想像）

○惑星ができるプロセス

１．原始太陽の周りに熱いガス

２．徐々に冷える→固体粒子（ちり）の形成

３．くっつき合って無数の小さな天体（微惑星）をつくる．

４．衝突・合体を繰り返してしだいに大きな天体へと成長．

小惑星 彗星

とは

大きく成長できずに残った 「微惑星のかけら」．

隕石から，４６億年前の太陽系の

できごとを知ることができる．

だから

7 隕石の中身はどうなっているか

1 cm石の隕石の断面

隕石薄片を透過光で見ている 0.5 mm

0.1 mm

原始星雲でできた粒子

コンドリュール

我々の研究装置

電子顕微鏡

1／100 mm

拡大カンラン石

隕石の微粒子

1／10 万 mm

拡大

隕石 → 様々な鉱物粒子の集合．

各々の粒子は，隕石が

経てきた履歴を物語って

くれる．

隕石からどのような履歴が

読み取れるか？

8 微惑星を進化させた３大要因

水 熱 衝撃

これらによる変化を示す組織．

1／10 万 mm

○含水鉱物（水和した鉱物）水

含水鉱物の脈

天体表層で

水の作用があった．

含水鉱物の脈

1／20 mm

衝突

割れ目

含水鉱物の脈

天体表層水の作用（原子の運搬）

○ 隕石の熱水変成実験

1／100 mm

人工的に作った含水鉱物の脈

無水鉱物の脈

熱

天体が加熱され，水が失われた．1／10 mm

含水鉱物 無水鉱物水が抜ける

加熱

神戸隕石

衝撃の作用による溶融物

5 µm

衝撃実験で人工的に作った溶融物

5 µm

気泡

衝撃

天体の形成と進化衝突

微惑星

氷

石

水による変化（広域）

熱による変化(脱水，熱変成）

集積

原始星雲（ガスとちり）

熱源

水による変化（部分的）

マグマの形成

衝突

衝突

熱による変化

このように，我々は，隕石を通して

４６億年前に，原始星雲から天体が

つくられて行ったプロセスを解読しよう

としている。

9. 21世紀の惑星科学

惑星探査を中心に展開していくだろう．

○ 宇宙物質（我々が手にすることができる）

・ 隕石

・ 月岩石

・ 宇宙塵

・ 火星岩石（隕石）

（将来 － 惑星探査）

・ 小惑星

・ 彗星

・ 惑星，衛星

これからますます増えていく

○ はやぶさ計画（日本）

小惑星へのサンプルリターン

2003年5月打ち上げ

イトカワ(小惑星）（500m×300m）

2007年7月帰還予定

彗星

○ スターダスト計画

（アメリカ）

彗星塵の

サンプルリターン

1999年打ち上げ

2 m

2004年1月 塵採集 → 2006年1月帰還予定

おわり

これから宇宙は顕微鏡を通して解明されていくだろう．