隕石歴史

隕石ってなんかロマンがある。空から燃え尽きずに地上にたどり着いたものと思うと、なんかかっこいい。実はその隕石の所持数、実は日本が世界第二位なのだ。この小さな島国で世界二位…。そんなにたくさん隕石落ちてきてたかな…？あまり報道されていない気がするけれど。 Tweet. 地球をはじめとする太陽系の惑星形成は45億年前までにほぼ完了したとされる。1970年代にアポロ計画で持ち帰られた月の石の分析では、その多くが「後期重爆撃期」と呼ばれる約39億年前の天体衝突を記録しており、この時期に地球や月に大量の隕石が降り注いだと考えられている。この後期重爆撃は月だけではなく、地球や火星、さらには小惑星帯など太陽系の広範囲に及ぶ隕石衝突現象だったと予想されるようになっている。しかし、この説には惑星軌道計算やクレーター年代分布との矛盾がみられることも指摘されており、太陽系初期の天体衝突史はおよそ50年にわたり論争が続いてきた。, 広島大学大学院先進理工系科学研究科の小池みずほさんたちの研究グループは大型の小惑星ベスタ由来の隕石グループに注目し、隕石の年代を測定した。多くの隕石の元である小惑星は46億年前に誕生し、地球のような地殻変動や風化を経験せず、太陽系初期の物質を残している。その一部である隕石は「太陽系の化石」であり、地球史以前の時代を知る手がかりとなる。, これまでに行われてきたベスタの衝突史の研究では、アルゴン同位体を用いた年代測定を元に議論がなされていた。貴ガスであるアルゴンは古い情報を保持しにくく、太古の衝突が後のイベントで「上書き」されてしまうおそれがある。そこで研究チームでは、ナノスケール二次イオン質量分析計（ナノシムス）の局所分析技術を活用し、隕石中の微小なリン酸塩鉱物粒子が記録するウランー鉛年代を調べた。この手法により「上書き」のリスクを抑えて衝突年代を復元することが可能である。, 電子顕微鏡で見た隕石。隕石A（隕石名：Juvinas）のリン酸塩鉱物は41.5億年前の隕石衝突、隕石B（隕石名：Camel Donga）は44億年前の隕石衝突を記録していた。破線で囲んだ粒がリン酸塩鉱物。赤い丸はナノスケール二次イオン質量分析計による分析位置を表す（提供：プレスリリースより、以下同）, その結果、複数の隕石が約44億年～41.5億年前の衝突年代を示し、この時代にベスタに大量の隕石が衝突したことがわかった。一方、後期重爆撃期に相当する39億年前の衝突の形跡は、今回の調査では1件も見られなかった。ベスタは39億年前の後期重爆撃期を「目撃」しておらず、むしろそれより古い時代である太陽系初期に活発な隕石衝突があったことを示唆する結果である。, ベスタ由来の隕石グループの年代分布。赤い四角は今回の研究結果、その他は文献値を示す。複数の隕石が約44億年～41.5億年前の衝突を記録している。一方、約39億年前の隕石衝突を示唆するデータはアルゴン年代のみであり、アルゴンが「上書き」された結果の見かけ上の記録だと考えられる, 隕石衝突は、惑星の環境変動や生命進化を引き起こす。特に後期重爆撃期にあたる約39億年前は、地球では最古の生命が誕生し、火星も温暖で海や湖が広がっていたとされる時期だ。小惑星が受けた隕石衝突のピークはこれまで推測されてきた約39億年前より数億年古いことを示す今回の結果は、「小惑星の衝突史」にとどまらず、地球を含めた太陽系初期の歴史の大幅修正につながる可能性がある。今後のさらなる調査によって、より普遍的な太陽系の衝突史が解明され、太陽系最古の生命環境の理解も進むことが期待される。, 10月5日発売
Hf→Wの崩壊を利用した地球のコア形成年代の決定法（概念図）。Hf:ハフニュウムの放射性同位体，W:タングステンの安定同位体，W*：Hfから壊変したタングステン同位体, 三宅：イベントが起こった当時の親核種と娘核種の割合がわからないと，年代はわからないですよね？既になくなっている消滅核種を用いた場合，この点はどうするのですか？, 杉浦：最も一般的な方法がアイソクロン法です。少し難しいので詳しく説明しまー記事の一番後ろを読んでください），天体が形成されるなどのイベントが起こった後（同位体の行き来がなくなり閉鎖系になるので），天体の中でそれまで一定だった安定同位体と放射壊変によってできる同位体の比が変化することを利用してます。その他にも親核種と娘核種の性質の違いを利用した方法などもあります。, 三宅：では，消滅核種を用いた年代測定からある時点からの時間経過がわかるとして，どうやって太陽系初期のイベントを見ていることを確認するのですか？, 杉浦：それはウラン・鉛法等で年代のはっきりした隕石との比較から年代を判断するんです。たとえばウラン・鉛法で45億年とわかっている隕石と比べて，消滅核種から300万年新しいとわかったとします。この場合，調べた隕石は45億300万年前にできたものと判断できますよね。, 三宅：どうやって年代決定に必要な当時の消滅核種の存在比を見積もっているのか具体的な例を挙げていただけますか？, 杉浦：そうですね，年代の決定について最近の話題で地球のコアがいつできたかっていう問題を例にして説明しましょう（図4）。これは親核種と娘核種の性質の違いによって，地球のコア形成というイベントの痕跡が残っているいい例です。ここではハフニウム（Hf）の182という消滅核種（親核種）が，タングステン（W）の182（娘核種）に壊変することを使うのですが，タングステンは金属と仲のいい元素なので，地球の場合だと地球のコアに入ってしまう。ハフニウムの場合はコアに入らないで，マントルに残るっていう性質がある。だから，いつコアができたかによってマントルに残るタングステン182の量が変わってきますよね。そこで，実際に地球のマントルと隕石とで，タングステン182の量を比較して，地球のコアがいつできたかが決定できる。こうして，一番古い隕石ができてから3000万年くらいたったときには，もう地球のコアができていたっていうことがわかります。, 三宅：要は，コアが形成された後に残っていたハフニュウム182の量がマントル層に存在しているタングステン182の量から見積もれるってわけですか？, 杉浦：そういうことです。実際にはタングステンの含有量が試料によって違っていて，ハフニュウム182の量は見積もれないため，基準となる隕石とタングステン182とそれ以外の同位体との比を比較して年代決定を行っています。, 三宅：今日お話いただいた研究結果の積み重ねによって原始太陽系の姿は現在どれくらい明らかになっているんですか？, 杉浦：原始太陽系の研究全体を通して一言で言うのは難しいので，今回お話しした太陽系がどのようにできたかという形成プロセスの研究と太陽系で起こったイベントの年代を探る年代学を例にお話しします。年代学については，コンドルールの形成年代なども明らかになりつつあり，あと数年でかなりはっきりすると思います。しかし太陽系の形成プロセスについてはまだまだわかっていません。いろいろな議論がなされていますが，みんなどこに突破口があるかわからなくて迷っている状態だと思います。個人的には，コンドルールにならなかった太陽系のもととなる物質を発見することで，解決の糸口になればと思っています。, 三宅：隕石には，まだ知られていない情報がいっぱい詰まってそうですからね。ところで，太陽系の起源を探ること以外に隕石からわかることはあるんですか？, 杉浦：隕石には太陽系のもととなった物質（超新星や赤色巨星でできた，太陽系ができる前から存在していた小さな結晶のこと。例えばダイヤモンド，シリコンカーバイド，グラファイトなどが多い。）が紛れ込んでいるんですが，これを分析すると，どういう星でできたものであるかとか，その星でどのような核合成反応が起こっていたかがわかる。こういうデータをたくさん積み重ねていくと，宇宙全体がどのように進化してきたかそういうことまでわかるだろうと…。, 杉浦：最後までわからないところが残ると困るんだけど，おもしろいことはたくさんできるでしょうね（笑）。, 三宅：隕石ってどういうものを使っているんですか？地球上に落ちているものでも，昔からある隕石を使っているのか，それとも落ちてくるのを待っているのか？そういったところはどうなんでしょうか？, 杉浦：なかなか落ちてこないでしょうね（笑）。日本でも回収されるのは10年に2，3個でしょうね。なかなか待っていても取ってこられないんで，どこかで拾ってくることになります。隕石はどこにでも平等に降ってきてるんですが，日本みたいな雨の多いところは，あっという間に風化しちゃうんですよ。100年もするともうぼろぼろですね。研究には使えません。だけど乾いている場所，例えば砂漠とか南極とかでは，隕石がいつまでたっても風化しないから，そういうところで集める。隕石を研究するときは，収集された隕石が保管されている博物館にリクエストを出してもらってくるっていうのが一般的なスタイルなのですが，最近の日本の場合は，南極の観測隊が探しに行っていっぱい取って帰って来たものがあるので，そこからももらうことができます。日本の極地研（国立極地研究所）がやっているんだけど，これまでに収集された隕石がおそらく一万個以上あるんですよ。, 三宅：それは驚きですね。南極では長い間の隕石の蓄積があって，かつ状態がいい隕石が見つけやすいということですね。, 杉浦：はい，長年の蓄積があるというのと，見つけやすいっていうことですね。その他にも最近ではサハラ砂漠などの砂漠地帯に行って，隕石を買ってくる人がいます。, 杉浦：ええ，ある程度の経験があればすぐにわかります。普通の隕石は大気圏を通過したときに表面が溶けて，ペロッと黒いガラス状になっているのですぐにわかる。いくつか特殊な種類の隕石は素人には比較的判断が難しい。その中でも月の隕石であれば，月のアポロ計画で持って帰ってきた月の石と比較することで判断がつきます。一番わからないのが火星の隕石なんです。これは地球の石と似ているし，大気圏で溶けたときにも，そんなに顕著な溶けたガラス状のものが見えないことがあって，結構難しいですね。それでも，専門家が見ればなんとかわかりますね。それで落ちている場所が南極の場合は，氷の上にあれば間違いなく隕石だし，砂漠の場合でも，普通の岩石とは違っているのがかなり顕著だから，見つかればかなりの確率で隕石ってことになるらしいですね。, 杉浦：火星の場合も火山の爆発で飛んでくるわけではないですよ。僕はよく知らないんですが，火山ではちょっと力が足らなくて，やっぱり隕石の衝突などのインパクトでもって，こうドカーンとやらないと無理ですね。それに実際にあれだけの大きさの天体から飛び出すのに，単にぶつけるだけでいいのかはわからない。今のところ，火星の場合は地表の下に水があって，宇宙から飛んできた隕石などで地表が衝撃を受けると，この水が加熱されて水蒸気になり隕石として飛び出す助けになっているって考えられているんじゃないかな。, 実は歴史的にいうと火星からの隕石があるってことが月の隕石より先にわかったんですよ。先にわかったって言っても，実際にちゃんと確認されたのは，1970年代の終わり頃の火星のバイキング計画の頃です。これを機に，火星の大気の組成がやっぱり地球と違うことがわかった。たとえば，窒素の同位体の比が地球と全然違う。しかもその同位体比は，隕石の中でも特殊で，ある種の隕石にも同じ特徴があった。それで火星からの隕石だってわかったんですよ。その頃はまだ月から飛んでくるという事実は確認されていなかったのですが，火星から飛んでくるならば，当然月からも飛んでくる，ということで探したら見つかったわけです。もっとも，歴史的には隕石学が始まった最初の頃に，隕石がどこから飛んでくるかは当然非常に疑問で，一番近い月から来るに違いないという論争があったんですよ。, 杉浦：その論争の決着がどうついたのかは，よく知らないんですけども，最初は実はそう思ってたわけですね。, 三宅：そういえば，小惑星帯からなぜ隕石となって飛んでくるのかということは，素人からすると不思議ですからね。, 杉浦：それはね，専門家にとってもずっと不思議なことだったんです。今のところ，小惑星帯の間に軌道が不安定になる所があるため，そこに近づいた天体は軌道を逸れて，地球に落ちてくると考えられています。, 三宅：収集された隕石はその後どうなるんですか？すぐに研究室で研究されることになるわけですか？, 杉浦：いいえ。同じ隕石でも，由来（どの小惑星からやってきたか）によって同位体などの組成が全然違うので，まずどこ由来の隕石かをしっかりと分類しないといけません。この作業は私たちがやってもいいことなんですが，時間もかかるので極地研などの収集した機関がやるというのが通常です。この分類にも同位体が役立ちます。, 三宅：隕石の種類を同位体の組成比で決めているのですね。そもそも地球と火星の隕石を分類する際の基準になっている同位体比の違いは何に起因するのですか？, 杉浦：さっき話したのは，窒素なんだけれども，窒素の主な部分は，地球でも火星でも大気にあるわけです。大気を構成している分子は安定に存在しているかというと，必ずしもそうではなくて，宇宙空間に逃げていくんですよ。窒素の場合14と15の同位体があるんだけど，逃げるときには軽いものから順に逃げていくので（14の方が15より中性子1個分軽いので），14の方が先に逃げていく。どんどん逃がしてやると，大気には15がたくさん残る。火星の場合，15の方が60％たくさん残っているのかな。, 杉浦：火星に強い磁場がないことも効いているはずです。窒素に限らず，水素も確か火星は3倍くらい同位体比が高くなっているのかな。火星隕石はそれが火星から放出されるときに衝撃で火星の大気を取り込むので，窒素や水素の同位体が有力な判断材料になるのです。, 三宅：それで，ある隕石が火星から飛んできたか否かは同位体組成だけである程度確認できるんですね？同位体組成をそこまで信用してもよいものなんですか？, 杉浦：隕石にいろんな種類があるんだけれども，大体のものは月と火星を除けば小惑星帯から飛んできていると考えられて，それで主に同位体比と化学組成で何十種類に分類されています。それぞれ違う小惑星帯の小惑星から飛んできていると考えられている。その分類の根拠の一番信用のできるのが同位体比です。実際には酸素の同位体比が使えて，これが違えば，まず間違いなく違う所から飛んできている。, 杉浦：微妙に違うんですよ。どうして違うかはあんまりわかっていない。これは大問題なんです。今皆さん一生懸命研究しているところです。一つの仮説としては水が星間空間でできたときにガスと氷の間で酸素の同位体の分別が起きる。そして，同位体比が違うままの氷が，岩石成分と混ざることによって，隕石間で酸素の同位体比に微妙な違いができるという仮説が有力ですが，実はよくわからないんですよ。とにかく酸素の同位体比を手がかりにしていろんな分類ができて，今のところはそれでうまく行っているので，同位体比は信用できると思いますよ。, 三宅：そうですね。そして，組成で分類された隕石が研究室にきて研究対象になるわけですね。では最後に先生にとって，隕石の面白さとは？, 杉浦：やっぱり，それを分析するとか観察するところで，他人が見たことのないようなものが見えてくる。それが一番面白い気がします。研究って点では，隕石の場合どこでどういう風にできたかってことがほとんどわからないもんだから，研究者一人一人が違うイメージを持っていて，難しいというかおもしろいというかそんなところがありますね。, 図5：アイソクロン法の概念図（左）とそれをグラフ化したもの（右）（同位対比の異常はMnを含まない部分を基準に考えている）, アイソクロン法とは，放射性同位体（親核種）から崩壊してできた安定同位体（娘核種）の量から，年代を導きだすための解析法のことです。解析原理の説明の前に，3つの確認事項があります。, ということです。Mn-Cr系による年代測定研究を例にとって説明します。Mn（図中○）には53Mn（安定同位体:○）と55Mn（放射性同位体（消滅核種）：● ）があり，この測定系では，53Mn（●）が53Cr（★）に壊変することを利用して年代測定をします。太陽系全体での53Mnと55Mnの比及びCrの同位体間の比は，ぞれぞれの年代で一定だったと考えられます。現在では53Mnが53Crに壊変しているので，Crの同位体比率は当時とは異なっています。しかし55Mn（53Mnの量に比例）の含有率とCrの同位体比増加分には比例関係が成り立ちます。次に，この比例関係の傾きは，できた年代が古いほど，多くの53Mnが存在しているため大きくなります。つまり，親核種の同位体である元素の含有率の異なる部位の同位体比増加量をいくつも測定して，55Mn（53Mnの量に比例）の含有率とCrの同位体比増加分の比例定数を求めれば，年代を決定していくことができます（図5参照）。, 隕石のコンドルールの（電子線を照射した際の発光である）カソードルミネッセンスを見た図で，含まれる元素により，発光が異なるので，電子顕微鏡では見にくいコンドルール内の微少結晶構造の成長の様子なども観測できます。, © 2002-2020 東京大学大学院理学系研究科広報委員会〒113-0033 東京都文京区本郷7-3-1, （高温）イベントが起こった後は，岩石は閉鎖系になり，放射壊変によって娘核種の量が増えるので，同じ隕石中でも放射性同位体（親核種）を多く含む部位ほど娘核種である元素の同位体比異常が大きくなる。. ... ━ 天体衝突と地球の歴史. Evidence for early asteroidal collisions prior to 4.15 Ga from basaltic eucrite phosphate U–Pb chronology.

ブリタニカ国際大百科事典小項目事典 - 隕石の用語解説 - 宇宙空間から大気中に突入し，地球表面まで落下してきた固体。これまでに発見されているいちばん大きな隕石は，1920年にドイツ領南西アフリカのグルートフォンテーン近郊で発見されたホーバ鉄隕石で，直径 2.7m，重量は約 60tある。日本に落下した隕石の落下地点。数字は上表の番号に対応。密集している地区では、位置は必ずしも正確ではない。青: 0861/1900. Warning: Use of undefined constant Y - assumed 'Y' (this will throw an Error in a future version of PHP) in /home/antmet/www/hp/wp-content/themes/antmet/footer.php on line 3 小惑星由来の隕石、太陽系初期の歴史に一石を投じる.

南極隕石探査の歴史.

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