[P-PS23_2AM2] 月の科学と探査

[PPS23-11] 月高地地殻の化学組成から推定するマグマオーシャンの固化過程

*大竹 真紀子¹、小林 進悟²、武田 弘³、諸田 智克⁴、石原 吉明¹、松永 恒雄⁵、横田 康弘⁵、春山 純一¹、山本 聡⁵、小川 佳子⁶、唐牛 譲¹、佐伯 和人⁷ (1.宇宙航空研究開発機構、2.放射線医学研究所、3.千葉工大、4.名古屋大、5.国立環境研究所、6.会津大、7.大阪大)

キーワード：月, かぐや, セレーネ, 地殻, マグマオーシャン

研究背景と目的：これまでに月高地地殻のMg値（Mg/[Mg+Fe]のモル％比）が月の表側より裏側で高く、裏側を構成する岩石の方が表側よりもより未分化なマグマより結晶化した事が報告されている[1]。Mg値の他にもう１つTh濃度もマグマの分化過程の情報源として重要である。Thは液相濃集元素であり、マグマの冷却過程で液相に濃集するため先に結晶化した岩石はよりTh濃度が低い。実際の月面観測からも月裏側の高地地殻は表側に比べてTh濃度が低い事が報告されており[2]、Mg値とTh濃度の結果は定性的には整合している。本研究ではMg値とTh濃度の相関を調べる事により観測された月表と裏側のMg値やTh濃度の違いがマグマオーシャンの固化時に形成した結果かどうかを評価し、また地殻形成時のマグマオーシャンの組成推定を試みる。研究手法：かぐやのγ線データを用いてTh濃度のグリッドデータを作成する。その後、かぐやの反射スペクトルデータを用いてTh濃度に対応する解像度を持つMg値データを作成する。一方、マグマの分化過程シミュレーションプログラム（メルツ）[3]を用い、マグマオーシャンの初期組成を仮定した場合に想定されるMg値とTh濃度の変化を計算により求め、これと実測の比較を行う。計算にはマグマオーシャンの組成は地球の地殻＋マントル組成やこれまでに推定されている月マグマオーシャン組成を出発時の組成として用いた。結果：観測されたMg値とTh濃度にはマグマの分化過程から想定される負の相関があり、また相関は２本のトレンドに分かれているように観察される。一方、シミュレーションによるマグマの分化トレンドと実測値を比較すると、上記２つのトレンドのうちの１方と地球の地殻＋マントル組成から開始した場合のトレンドが類似し、月マグマオーシャン組成から開始した場合とは２つのトレンドともに大きく異なる事が解った。考察：観測されたMg値とTh濃度に負の相関がある事は、これらパラメータが実際にマグマオーシャンの固化過程を反映している事を示すと考えられるが、２つのトレンドの成因については現状不明である。一方でシミュレーション結果と実測値の比較は、従来の月マグマオーシャン組成推定の再評価が必要である事を示唆し、実測値を説明する為には従来よりもMg値の高い月マグマオーシャン組成が必要となる可能性もある。ただし今回のシミュレーションは計算条件等の評価が充分でなく、今後より詳細な検討が必要である。[1] Ohtake, M. et al. (2012) Nature GeoSci. 5, 384-388. [2] Kobayashi, S. et al. (2012) Earth Planet. Sci. Lett. 337, 10?16. [3] Ghiorso and Sack (1995) Contrib. Mineral. Petrol. 119, 197?212.