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[PPS08-12] 角礫化ユークライトJuvinasおよびメソシデライト隕石Tanezrouft 091に含まれるリン酸塩鉱物のU-Pb年代
キーワード：HED隕石、メソシデライト隕石、U-Pb年代、リン酸塩鉱物、天体衝突史
小惑星ベスタは分化を経験した天体であり，金属コア，マントル，玄武岩質地殻の層構造を持つ．ベスタの地殻は45億年前の情報を保持し，初期太陽系の進化過程を記録している．ホワルダイト，ユークライト，ダイオジェナイトからなる隕石グループ（HED隕石）の反射スペクトルからベスタの地殻を起源に持つとされている[1]．石鉄隕石であるメソシデライトはFe-Ni合金とHED-likeなシリケイトの混合物である[2]．ベスタおよびメソシデライト母天体は共に激しい天体衝突を経験しており，小惑星帯の動的なプロセスを反映していると考えられる．隕石に含まれるリン酸塩鉱物（アパタイト，メルリライト）のU-Pb 年代は中程度の閉鎖温度を持ち，天体衝突による熱変成を記録する[3]．本研究では，小惑星の天体衝突史を明らかにするために，玄武岩質ユークライトであるJuvinas，メソシデライトであるTanezrouft 091に含まれるリン酸塩鉱物を対象にU–Pb年代測定を実施した．
JuvinasとTanezrouft 091の薄片試料に対して，宇宙航空研究開発機構，宇宙科学研究所所有の電界放出型走査型電子顕微鏡（SU6600）および広島大学の走査型電子顕微鏡（JSM-6390）にてそれぞれ詳細観察を行い，年代測定に適したリン酸塩鉱物の選定を行った．その後，東京大学大気海洋研究所に設置されている二次イオン質量分析計（NanoSIMS 50）を用いてU–Pb年代測定を行った．アイソクロン年代の計算にはIsoplot Ver. 4を用いた[4]．
年代測定の結果，Juvinasに含まれるアパタイト31点の3-D全U–Pbアイソクロンはコンコーディアを示し（図１），4503 ± 16 Ma（MSWD = 2.8）が得られた．一方でJuvinas中のメルリライト7点の3-D全U–Pbアイソクロンはディスコーディアを示し，4153 ± 130 Maと260 ± 470 Ma（MSWD = 0.91）が得られた．アパタイト（~4500 Ma）とメルリライト（~4150 Ma）に見られる年代の差は閉鎖温度の違いを反映していると考えられる．メルリライトのU–Pb系の閉鎖温度は求められていないが，共存するアパタイトよりも低い可能性があり，メルリライトのみが41.5億年前の比較的弱い衝撃変成を記録していると考えられる．
Tanezrouft 091に含まれるメルリライト13点の3-D全U–Pbアイソクロンはコンコーディアを示し，3938 ± 320 Ma（MSWD = 2.0）が得られた．この年代は他のメソシデライト[5]やいくつかのユークライト[3, 6, 7]で報告されているリン酸塩鉱物のU–Pb年代とも整合的であり，この時期に天体衝突に起因する熱変成作用が起きていたことを示す．
本研究で得られた結果から，およそ45億年前から40億年前にかけて複数回の天体衝突が母天体上で起きていたことが明らかになった．
参考文献：[1] McCord et al. (1970) Science, 168 (3938), 1445-1447. [2] Greenwood et al. (2006) Science, 313(5794), 1763-1765. [3] Koike et al. (2020) Earth and Planetary Science Letters, 549, 116497. [4] Ludwig (2012). [5] Kouvatsis et al. (2022) Geochimica et Cosmochimica Acta, 348, 369-380. [6] Liao et al. (2017) Geochimica et Cosmochimica Acta, 204, 159-178. [7] Sumiya et al. (2022) 53rd Lunar and Planetary Science Conference [abstract #1791].
JuvinasとTanezrouft 091の薄片試料に対して，宇宙航空研究開発機構，宇宙科学研究所所有の電界放出型走査型電子顕微鏡（SU6600）および広島大学の走査型電子顕微鏡（JSM-6390）にてそれぞれ詳細観察を行い，年代測定に適したリン酸塩鉱物の選定を行った．その後，東京大学大気海洋研究所に設置されている二次イオン質量分析計（NanoSIMS 50）を用いてU–Pb年代測定を行った．アイソクロン年代の計算にはIsoplot Ver. 4を用いた[4]．
年代測定の結果，Juvinasに含まれるアパタイト31点の3-D全U–Pbアイソクロンはコンコーディアを示し（図１），4503 ± 16 Ma（MSWD = 2.8）が得られた．一方でJuvinas中のメルリライト7点の3-D全U–Pbアイソクロンはディスコーディアを示し，4153 ± 130 Maと260 ± 470 Ma（MSWD = 0.91）が得られた．アパタイト（~4500 Ma）とメルリライト（~4150 Ma）に見られる年代の差は閉鎖温度の違いを反映していると考えられる．メルリライトのU–Pb系の閉鎖温度は求められていないが，共存するアパタイトよりも低い可能性があり，メルリライトのみが41.5億年前の比較的弱い衝撃変成を記録していると考えられる．
Tanezrouft 091に含まれるメルリライト13点の3-D全U–Pbアイソクロンはコンコーディアを示し，3938 ± 320 Ma（MSWD = 2.0）が得られた．この年代は他のメソシデライト[5]やいくつかのユークライト[3, 6, 7]で報告されているリン酸塩鉱物のU–Pb年代とも整合的であり，この時期に天体衝突に起因する熱変成作用が起きていたことを示す．
本研究で得られた結果から，およそ45億年前から40億年前にかけて複数回の天体衝突が母天体上で起きていたことが明らかになった．
参考文献：[1] McCord et al. (1970) Science, 168 (3938), 1445-1447. [2] Greenwood et al. (2006) Science, 313(5794), 1763-1765. [3] Koike et al. (2020) Earth and Planetary Science Letters, 549, 116497. [4] Ludwig (2012). [5] Kouvatsis et al. (2022) Geochimica et Cosmochimica Acta, 348, 369-380. [6] Liao et al. (2017) Geochimica et Cosmochimica Acta, 204, 159-178. [7] Sumiya et al. (2022) 53rd Lunar and Planetary Science Conference [abstract #1791].