[P-PS06] 惑星科学

[PPS06-P13] 加熱による小惑星上の岩石弱化とレゴリス形成に関する室内模擬実験

*神取 知広¹、中村 昭子¹、北里 宏平² (1.神戸大学、2.会津大学)

キーワード：レゴリス、ボルダー、熱応力、小惑星

月や小惑星の表面は、レゴリスと呼ばれる細かい砂やダストで構成される堆積層によって覆われている。レゴリスは、主に隕石などの衝突による岩石破砕や熱応力などによる亀裂成長によって形成される。レゴリスの形成過程や形成速度を理解することは、これらの天体の表層進化を明らかにする上で重要である。本研究では、レゴリスの形成過程について理解を深めるため、特に熱応力に着目し、小惑星上の岩石を模擬したブロックを作成してその破砕傾向を調べる。

　作成したブロックは、石膏、砂、水を 10 ： 10 ： 7 で混ぜて 100 ℃で乾燥させた円柱状の試料で、空隙率は約 40 %、半径約 20 ㎜、厚さ約 11 ㎜である。それらを複数個作成して実験を行った。これらのブロックを高温の炉の中で熱してブロックに亀裂が生成するか、強度がどのように変化するかを観察した。亀裂生成については、熱する前後でブロックの縦波速度を測定し、その変化によってどの程度破砕が進行しているかを確かめた。また、強度については、圧裂引張試験を行うことによって測定した。熱する温度は 200 ℃～ 300 ℃、熱する時間を 10 分～ 20 時間と様々な条件で実験を行い、得られたデータの比較を行った。

　実験から得られた結果としては、晒す温度が高温になればなるほど縦波速度が減少、つまりブロック内の亀裂が多く生じ、高温下に晒す時間が長くなればなるほど、同様に縦波速度は減少した。また、強度についても縦波速度が減少するのと同じく、減少傾向にあることが分かった。 270 ℃で 20 時間熱したブロックでは、前後で縦波速度が 0.7 倍程度になり、 270 ℃で 30 分間熱した場合でも 0.9 倍程度に縦波速度が減少するという結果が得られた。 300 ℃で 20 時間熱した場合には、ブロックは脆くなり、触れると崩れて粉状になった。行った実験は、表面温度約 550 K、太陽からの距離約 0.6 auとなる含水小惑星上の岩石破砕を模擬したものであり、小惑星上でどれくらいの時間、温度スケールで破砕が進行しているのかを理解することにつながる。