地球物質科学 2015年度 後半 大谷 6~7回： 実験・観測的科学としての 地球の物質科学 教科書 共立出版「地球・生命」 大谷・掛川著 WEBSITE: http://epms.es.tohoku.ac.jp/minphys/ohtani/lectures_ohtani.html http://epms.es.tohoku.ac.jp/minphys/ohtani/index_ohtani.html 地球物質科学 2015年度 [email protected] http://epms.es.tohoku.ac.jp/minphys/ohtani/index_ohtani.html 2015/ 授業の概要 太陽、地球、月生成の時系列 （Timeline for the Sun, Earth, and Moon） 最も古い隕石 地球の集積 太陽および微惑星の形成 Extensively modified from D.J. DePaolo, Nature 月最古の岩石 ジャイアントイン パクトと月の形成 マグマオーシャンの 冷却 地球最古の岩石 地球の分化・ 核形成・地殻形成 ①軽い元素は多く重い元素は少ない ②偶数番号の元素は奇数番号の元素よ り多い： Oddo-Harkinsの規則 ③鉄（Fe）の存在度が大きい。 木星・土 星・天王 星・海王星 地球型惑星 地球内部の構造は17世紀ころから想像されていた。 Mundus Subterraneus (1665) （『地下世界』） After Athanasius Kircher: 1602-1680 ドイツ出身の学者、イエズス会祭司。東洋研究、地質学、医学など幅広い 分野で優れた業績を残した。 10 地球と惑星の中心の圧力 4.8万気圧 5000万気圧 25万気圧 360万気圧 330万気圧 820万気圧 20万気圧 660万気圧 2250万気圧 8 宇宙存在度の大きな特徴を３つ述べよ． 図９ 図10 U-C ダイヤグラム プライヤーの法則 酸化鉄（FeO+Fe2O3)/シリコン SNC隕石 月起源隕石 月起源隕石 隕石に含まれる主な鉱物 南極隕石集積のベルトコンベアモデル ボーデの法則： l(AU)= 0.4+0.3*2n 太陽系における火星と小惑星イトカワ: NEO (Near Earth Objects) 太陽系の不思議 地球型惑星を作る重要な鉱物：かんらん石 Mg2SiO4-Fe2SiO4固溶体 Internal Structure of Extrasolar planets 5 宇宙には、炭素が非常に多い恒星も存在する。 炭素は太陽（系）の100倍 以上存在する星がある。 6 炭素の過剰な太陽系ではどのような惑星が存在するのか？ 炭素を含む化合物： Ｃ（石墨・ダイ ヤモンド、SiC、Fe3C、Fe7C3、炭 酸塩およびこれらの高圧相 高密度の白色矮星内部にダイヤモンド？ Diamond in Space : Harvard-Smithsonian Inst. http://www.cfa.harvard.edu/press/archive/pr0407image.html 隕石(Meteorites)と小惑星（Asteroids) 中村昇 神戸大学名誉教授による 隕石を見つけるには？ 砂漠と氷上： サハラ砂漠と南極 中村昇 神戸大学名誉教授による 図７ Spaceguard Survey Catalog Program NEOs (NEAs: Near Earth Asteroids and NECs: Near Earth Comets) NEOと隕石 Near Earth Object Observations Program The Short Life of 2008 TC3 直径：２～５ｍ Discovered by Catalina Sky Survey Mt Lemmon Survey Telescope (1.5m) at 0640 on Oct 6, 2008. ~19 Mv Initial MPC orbit determination finds object will impact Earth within 24 hrs. After Lindley Johnson Program Executive NASA HQ 16 February 2009 MPC alerts JPL NEO Program Office and HQ NASA The Short Life of 2008 TC3 After Lindley Johnson Program Executive NASA HQ 16 February 2009 JPL SENTRY run predicts impact at 0245 on 7 Oct, 2008 over northern Sudan International observer community responds with 570 observations from 27 observers After Lindley Johnson Program Executive NASA HQ 16 February 2009 Discovery of 1st fragment by University of Khartoum students led by Dr. Muawia Shaddad with data supplied by NASA http://www.haberer-meteorite.de/english/Asteroid%202008%20tc3/Asteroid%202008%20TC.html Meteorongs in large number (basalt) The main mass (in private hands) of 155,57 g Almahata Sitta Asteroid 2008 TC3 - Almahata Sitta (Sudan) http://www.haberer-meteorite.de/english/Asteroid%202008%20tc3/Asteroid%202008%20TC.html Coarse-grained Ureilite MS-170 Slices & fragments Chondritic lithologies in the Almahata Sitta meteorite MS-CH Fine-grained Ureilite MS-165 individual Chondritic lithologies in the Almahata Sitta meteoriteMS-174 ＥＬ６ 近地球小惑星（ＮＥＯ）２００８ＴＣ３のモデル 直径２～５ｍ 細粒ユレイライト 粗粒ユレイライト コンドラ イト この小惑星は不均質である。小惑星帯で繰り返し破壊と集積を繰り返した？ はやぶさのイト カワへの着陸 イトカワ： ＮＥＯの一つ 輝きながら大気圏に突入する探査機「は やぶさ」＝ＮＡＳＡ提供 ７年ぶりに地球に帰還し、大気圏で分解す る「はやぶさ」。右下の点がカプセルと見ら れる＝２０１０年６月１３日、NASAテレビか ら ７年ぶりに地球に帰還し、大気圏で分 解する「はやぶさ」。右下の点がカプセ ルと見られる＝２０１０年６月１３日、 NASAテレビから ７年ぶりに地球に帰還し、大気圏に突 入しながら輝きをはなつ「はやぶさ」。 右下の点がカプセルと見られる＝２０１ ０年６月１３日、NASAテレビから 地球帰還カプセル。サンプル採取容器が収 納されたカプセル。地球に帰還し回収される ＝ＪＡＸＡ提供 はやぶさの帰還 2010/6/13/23:56 JPT 2015/12/9 ここまで 地球物質科学 教科書 共立出版「地球・生命」 大谷・掛川著 WEBSITE: http://epms.es.tohoku.ac.jp/minphys/ohtani/index_ohtani.html http://epms.es.tohoku.ac.jp/minphys/ohtani/lectures_ohtani.html 図１ 図２ ①軽い元素は多く重い元素は少ない ②偶数番号の元素は奇数番号の元素よ り多い： Oddo-Harkinsの規則 ③鉄（Fe）の存在度が大きい。 ボーデの法則： l(AU)= 0.4+0.3*2n 図６ 図８ 図７ 図１０ 図９ 第２部 後半 第１部 前半 力と圧力の違い：単位面積当たりの力 力 力 圧力（大）＝ 圧力（小）＝ 面積（大） 靴底の圧力が小さい 面積（小） 靴底の圧力は大きい 4 水の圧力（水圧）：海底の圧力 10,000mの深海底の圧力は地上の約1000倍の約 1000気圧 それでは，地球内部の圧力は？ 大きな水圧に耐える潜水艇「し んかい６５００」 6 どうやって地球の中身を調べるのでしょうか？ 観測 実験・理論 試料採取・掘削 9 ここ 地球内部の構造 内核 外核 マントル 地殻 135万気圧 固体 マントル 1気圧 液体 360万気圧 外核 固体 135万気圧 360万気圧 7
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