[P-PS08] 太陽系物質進化

[PPS08-P03] 南極産CIコンドライト隕石中の窒素同位体段階燃焼分析から推察するCIコンドライト隕石母天体中の変成作用

*千葉 文乃¹、笠原 航河¹、橋爪 光¹ (1.茨城大学)

キーワード：CIコンドライト隕石、窒素同位体、段階燃焼、不均質、Ryugu

窒素はコンドライトのグループごとに異なる同位体比を示す。CIコンドライトはコンドライトの中で最も揮発性成分を多く含むグループである。このグループに属する隕石は多くは無いが、落下隕石 (Ivuna、Alais、Orgueil)の3個は共通して+40‰前後のδ¹⁵N_AIR値、すなわち、地球組成に比べて有意に¹⁵Nに富んだ組成を示す。近年、南極隕石の中にもCIコンドライトと類似した化学・鉱物組成や組織を示す隕石が複数個見出されている。興味深いことに、落下隕石と南極隕石において全ての特徴が同一ではない。落下隕石で広く見られる含水鉱物が、南極隕石においては顕著に脱水している(King et al., 2019)。また、南極隕石の一つであるY980115で調べられた窒素同位体組成全岩値は−2.8‰と、落下隕石に比べて低い(Chan et al., 2016)。
一昨年Hayabusa2プロジェクトにより地球に帰還した小惑星Ryugu試料は、CIコンドライト隕石と類似した化学・鉱物組成や組織を示す。初期分析において、複数の微小試料における窒素同位体全岩組成が調べられた。その結果、+40‰前後から0‰まで、試料により大きく異なる値が確認された(Okazaki et al., 2022; Naraoka et al., 2022)。
今回我々は、落下CIコンドライト隕石のIvunaと、南極産CIコンドライト隕石であるY980115とY82162の窒素同位体組成、炭素濃度とアルゴン(⁴⁰Ar/³⁶Ar)同位体比を、段階燃焼分析手法を用いて分析した。段階燃焼法を用いることにより、試料中に含まれる異なる担体が持つ揮発性成分を、燃焼温度により分離して測定することができる。このことにより、南極産と落下CIコンドライト隕石の間の担体ごとの成分の違いを観察することが可能となる。この観察を通じて、南極産隕石と落下隕石が経験した熱変成や水質変成の違いを明らかにすることを目的とする。
全岩段階燃焼の結果、Y980115、Y82162の窒素同位体比はIvunaより有意に低く、また窒素存在量はIvunaの半分以下だった。今回得られたデータを他のCIコンドライトやRyugu試料のデータと組み合わせると、δ¹⁵N値と窒素存在量には正の相関が見られた。更に、δ¹⁵N値とC/N比の間にも2成分混合で解釈できる相関が見られた。これらの結果から、CIコンドライト隕石内には窒素同位体比やC/N比が異なる複数の固有成分が存在し、その混合割合が隕石ごとに異なることが示唆される。特に、落下CIコンドライトを特徴づけるC/N比が低く¹⁵Nに富む成分は、落下隕石、南極隕石やRyugu試料などの間で、不均質に存在するらしい。この不均質は、CIコンドライト隕石母天体の形成、あるいは、変成過程解明の重要な手掛かりになるかもしれない。