[S-GC50] 固体地球化学・惑星化学

[SGC50-04] 地球全ケイ酸塩のハフニウム同位体進化：隕石ジルコンからの証拠

*飯塚 毅¹、山口 能央¹、日比谷 由紀¹、アメリン ユーリー² (1.東京大学、2.オーストラリア国立大学)

キーワード：地球全ケイ酸塩, ジルコン, ハフニウム同位体, 地殻ーマントル分化, ユークライト, 初期太陽系

¹⁷⁶Lu-¹⁷⁶Hf放射壊変系列は，地球の地殻ーマントル分化の時間スケールやメカニズムを制約するのに広く用いられている．しかし，Lu-Hf同位体データを正確に解釈するには，地球のケイ酸塩部分全体（Bulk Silicate Earth: BSE）のHf同位体進化を知る必要がある．LuとHfは共に難揮発性かつ親石性元素であるため，BSEのHf同位体進化曲線は，未分化隕石コンドライトの現在の¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf及び¹⁷⁶Lu/¹⁷⁷Hfから推定されてきた．しかし，変成作用時のLuとHfの再分配により，コンドライト中のこれらの同位体比は非常に大きな変動を示すため，現在用いられているBSEモデルの¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf及び¹⁷⁶Lu/¹⁷⁷の値の妥当性を検証する必要がある．さらに近年，太陽系初期に光励起を介した¹⁷⁶Lu壊変の加速がコンドライト中で進んだとする仮説が提唱されており，この仮説が正しければコンドライト隕石のLu-Hf同位体組成はBSEのそれを反映しない．
　本研究では，隕石中に含まれるジルコン鉱物の高精度Lu-Hf同位体分析を行った．ジルコンは変成作用の影響を受けづらく，非常に低いLu/Hfをもつために，結晶化時のHf同位体組成を保持できる．そこで本研究では，ユークライト隕石に含まれる初期太陽系に結晶化したジルコンを用いて，太陽系の初生¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hfを決定した．また我々は，この太陽系初生¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hfを用いて，コンドライト中の¹⁷⁶Lu壊変率が太陽系史を通して一定であったことを示し，さらに，太陽系形成時のLu-Hf同位体組成を保持している最も初生的なコンドライト隕石を同定することに成功した．本研究で得られた新しいBSEのLu-Hf組成（¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf = 0.282793 +/- 11; ¹⁷⁶Lu/¹⁷⁷Hf = 0.0338 +/- 1）から，地球の冥王代ジルコンのHf同位体組成は45億年前以前の地球ケイ酸塩分化イベントを反映していることが明らかになった．