２．地球を作る物質と化学組成
１）宇宙存在度と隕石
２）原始太陽系星雲でのプロセス：蒸発と凝縮
３）初期地球の諸過程：冷たい太陽のパラドックス
４）地殻、マントル、核の組成： ニッケルのパラドックス
５）マントルと核の運動：プレートテクトニクスとプルーム
キーワード： ペリドタイト、レルゾライト、パイロライト、
ニッケルのパラドックス、
強親鉄元素の過剰、揮発性元素の枯渇、隕石の重爆撃、蒸発、
凝縮、マグマ・
オーシャン、プレートテクトニクス
6
太陽、地球、月生成の時系列
（Timeline for the Sun, Earth, and Moon）
Extensively modified from D.J. DePaolo, Nature
6
Snow line (Frost line, Ice line)
Snow line (Ice line, Frost line)
揮発性(volatile) と難揮発性(refrqactory)
図5
難揮発性の親石元素
Sc Ti
Y La
Eu Tb
Lu ThU
V
Sm
Mg Si Ca
Ba
CeNd
Sr
Yb
Ta
Li
揮発性の程度
Zr
Nb
Al
(Mantle+Crust)/C1
1.0
高
Cr
難揮発性の元素
揮発性・やや揮発性の元
素 ＜1300K
親鉄元素
Fe
低
Cu
Mn
Ga
Na
Sn
Co
揮発性
元素
K
Rb
0.1
Ni
親
鉄
元
素
0.01
Zn
P
強親鉄元素
In
Re
Cd
Ge
Ag
0.01
0.001
Tl Pb
Ir
Os
Cs
Au
Bi
Ca Al Ti REE U Th etc
Mg
1.0
Si
V
親石元素
Cr
Li
難揮発性
親石元素
Mn
Na
Depletion factor
Fe
Rb
0.1
Ni
Co
F
Cu
Mo
x
Zn
In
x
As
親鉄元素
Re
Ca
P
W
0.01
揮発性親石
元素
K
Cd
x
Cs
Pb
Cl x
Ag
Sb
Ge
Tl
Br Bi
S
x
Pt
Au
Os
Ir Pd
強親鉄元素
0.001
>1350
Se
x
1000
700
Condensation temperature, K
400
Mg/Si ratio of the mantle:
Volatility (e.g., McDonough, 2003)
vs
Removal of Si into Core (e.g., O’Neil, 1991; Allegre et al., 2001)
McDonough (2003)
Mantle
Relative abundance
Refractories
Moderately volatiles
Volatiles
Planetary volatility trend
@1AU
Lithophile
elements
3.2
3.1
3.0
2.9
2.8
2.7
Log 50% condensation temperature (K) at 10-4 atm
Removal of Si from the mantle by metallic iron may explain Mg/Si ratio
of the mantle: Entry of 5~7 % of Si into the core?
7
ここまで、12月19日
２．地球を作る物質と化学組成
１）宇宙存在度と隕石
２）原始太陽系星雲でのプロセス：蒸発と凝縮
３）初期地球の諸過程：冷たい太陽のパラドックス
４）地殻、マントル、核の組成： ニッケルのパラドックス
５）マントルと核の運動：プレートテクトニクスとプルーム
キーワード： ペリドタイト、レルゾライト、パイロライト、
ニッケルのパラドックス、
強親鉄元素の過剰、揮発性元素の枯渇、隕石の重爆撃、蒸発、
凝縮、マグマ・
オーシャン、プレートテクトニクス
集積過程
惑星形成期には、衝突現象が重要であった。
衝突現象とは、
衝撃波と高圧の発生
衝突速度と圧力
衝突の規模と高圧の持続時間
隕石に残された衝突の記録
初期地球の諸過程
（１）月と火星の石の宇宙旅行
月と火星：人類の有人探査の目標天体
隕石に残された衝突の記録
隕石に高圧鉱物を探す：隕石、隕石孔
最近発見された様々な高圧鉱物
初期地球の諸過程
ジャイアントインパクト
ジャイアントインパクトは必然的な過程
ジャイアントインパクトによる月の形成
月の軌道進化とジャイアントインパクト
月の化学組成の特徴とジャイアントイン
パクト
ジャイアントインパクトの地球への影響
The Sm-Nd age and the 39Ar
- 40Ar age of A-881757 [1]
indicate their source basalt
flow crystallized at 3870 Ma
and was impacted at 3800 Ma.
[1] Misawa et al. (1993) GCA 57,
4687-4702
Impact event:
月と地球への隕石重爆撃
の痕跡か？
レゴリス研究の重要性
Figure 1
Grain No. 2
Ｆd
No. 3
No.3
Grain No. 3
Figure 2
(A)
(B)
SiO2
SiO2
Fd
Glass
Glass
No. 2
Coesite
Fd
SiO2 glass
Melt (?)
100 μm
初期地球の諸過程
図5
難揮発性の親石元素
Sc Ti
Y La
Eu Tb
Lu ThU
V
Sm
Mg Si Ca
Ba
CeNd
Sr
Yb
Ta
Li
揮発性の程度
Zr
Nb
Al
(Mantle+Crust)/C1
1.0
高
Cr
難揮発性の元素
揮発性・やや揮発性の元
素 ＜1300K
親鉄元素
Fe
低
Cu
Mn
Ga
Na
Sn
Co
揮発性
元素
K
Rb
0.1
Ni
親
鉄
元
素
0.01
Zn
P
強親鉄元素
In
Re
Cd
Ge
Ag
0.01
0.001
Tl Pb
Ir
Os
Cs
Au
Bi
14

Document