地球物質科学 2015年度 後半 大谷 6~7回： 実験・観測的科学としての地球の物質科学 教科書 共立出版「地球・生命」 大谷・掛川著 地球物質科学　2015年度 後半　大谷　6~7回：　実験・観測的科学としての地球の物質科学 教科書　共立出版「地球・生命」　大谷・掛川著 WEBSITE: http://epms.es.tohoku.ac.jp/minphys/ohtani/lectures_ohtani.html http://epms.es.tohoku.ac.jp/minphys/ohtani/index_ohtani.html

地球物質科学 2015年度 2015/ ohtani@m.tohoku.ac.jp 地球物質科学　2015年度 2015/ ohtani@m.tohoku.ac.jp http://epms.es.tohoku.ac.jp/minphys/ohtani/index_ohtani.html

授業の概要

（Timeline for the Sun, Earth, and Moon） 太陽、地球、月生成の時系列 （Timeline for the Sun, Earth, and Moon） 最も古い隕石 地球の集積 ジャイアントインパクトと月の形成 マグマオーシャンの冷却 月最古の岩石 地球最古の岩石 地球の分化・ 核形成・地殻形成 太陽および微惑星の形成 Extensively modified from D.J. DePaolo, Nature

①軽い元素は多く重い元素は少ない ②偶数番号の元素は奇数番号の元素より多い： Oddo-Harkinsの規則 ③鉄（Fe）の存在度が大きい。

木星・土星・天王星・海王星 地球型惑星

Mundus Subterraneus (1665) 地球内部の構造は17世紀ころから想像されていた。 Mundus Subterraneus (1665) （『地下世界』） After Athanasius Kircher: 1602-1680 ドイツ出身の学者、イエズス会祭司。東洋研究、地質学、医学など幅広い分野で優れた業績を残した。 10 7

地球と惑星の中心の圧力 4.8万気圧 25万気圧 360万気圧 330万気圧 20万気圧 5000万気圧 820万気圧 660万気圧 2250万気圧 8

宇宙存在度の大きな特徴を３つ述べよ．

図９

図10 U-C　ダイヤグラム プライヤーの法則 酸化鉄（FeO+Fe2O3)/シリコン

SNC隕石 月起源隕石

月起源隕石

隕石に含まれる主な鉱物

南極隕石集積のベルトコンベアモデル

ボーデの法則：　l(AU)= 0.4+0.3*2n

太陽系における火星と小惑星イトカワ: NEO (Near Earth Objects)　

太陽系の不思議

地球型惑星を作る重要な鉱物：かんらん石　Mg2SiO4-Fe2SiO4固溶体

Internal Structure of Extrasolar planets 5

宇宙には、炭素が非常に多い恒星も存在する。 炭素は太陽（系）の100倍以上存在する星がある。 6

炭素の過剰な太陽系ではどのような惑星が存在するのか？ 炭素を含む化合物：　Ｃ（石墨・ダイヤモンド、SiC、Fe3C、Fe7C3、炭酸塩およびこれらの高圧相

Diamond in Space : Harvard-Smithsonian Inst. 高密度の白色矮星内部にダイヤモンド？ Diamond in Space : Harvard-Smithsonian Inst. http://www.cfa.harvard.edu/press/archive/pr0407image.html

隕石(Meteorites)と小惑星（Asteroids)

中村昇　神戸大学名誉教授による

隕石を見つけるには？　砂漠と氷上：　サハラ砂漠と南極　

中村昇　神戸大学名誉教授による

図７

The Short Life of 2008 TC3 Spaceguard Survey Catalog Program NEOと隕石 NEOs (NEAs: Near Earth Asteroids and NECs: Near Earth Comets) NEOと隕石 The Short Life of 2008 TC3 直径：２～５ｍ Discovered by Catalina Sky Survey Mt Lemmon Survey Telescope (1.5m) at 0640 on Oct 6, 2008. ~19 Mv Near Earth Object Observations Program Initial MPC orbit determination finds object will impact Earth within 24 hrs. MPC alerts JPL NEO Program Office and HQ NASA After Lindley Johnson　Program Executive　NASA HQ 16 February 2009

The Short Life of 2008 TC3 After Lindley Johnson　Program Executive　NASA HQ 16 February 2009 JPL SENTRY run predicts impact at 0245 on 7 Oct, 2008 over northern Sudan International observer community responds with 570 observations from 27 observers

Discovery of 1st fragment by University of Khartoum students　led by Dr. Muawia Shaddad with　data supplied by NASA After Lindley Johnson　Program Executive　NASA HQ 16 February 2009

Meteorongs in large number (basalt) Almahata Sitta http://www.haberer-meteorite.de/english/Asteroid%202008%20tc3/Asteroid%202008%20TC.html Meteorongs in large number (basalt) Almahata Sitta The main mass (in private hands) of 155,57 g

Asteroid 2008 TC3 - Almahata Sitta (Sudan) http://www.haberer-meteorite.de/english/Asteroid%202008%20tc3/Asteroid%202008%20TC.html Coarse-grained Ureilite MS-170 Slices & fragments Fine-grained Ureilite MS-165 individual Chondritic lithologies in the Almahata Sitta meteorite　MS-CH Chondritic lithologies in the Almahata Sitta meteoriteMS-174 　ＥＬ６

近地球小惑星（ＮＥＯ）２００８ＴＣ３のモデル 直径２～５ｍ 細粒ユレイライト 粗粒ユレイライト コンドライト この小惑星は不均質である。小惑星帯で繰り返し破壊と集積を繰り返した？

はやぶさのイトカワへの着陸 イトカワ：　ＮＥＯの一つ

輝きながら大気圏に突入する探査機「はやぶさ」＝ＮＡＳＡ提供 <前へ 一覧へ 次へ> 輝きながら大気圏に突入する探査機「はやぶさ」＝ＮＡＳＡ提供 ７年ぶりに地球に帰還し、大気圏で分解する「はやぶさ」。右下の点がカプセルと見られる＝２０１０年６月１３日、NASAテレビから

７年ぶりに地球に帰還し、大気圏で分解する「はやぶさ」。右下の点がカプセルと見られる＝２０１０年６月１３日、NASAテレビから 地球帰還カプセル。サンプル採取容器が収納されたカプセル。地球に帰還し回収される＝ＪＡＸＡ提供

はやぶさの帰還 2010/6/13/23:56 JPT 2015/12/9　ここまで

ボーデの法則： l(AU)= 0.4+0.3*2n 地球物質科学 教科書 共立出版「地球・生命」 大谷・掛川著 図１ 図２ 図６ 地球物質科学　教科書　共立出版「地球・生命」　 大谷・掛川著 WEBSITE: http://epms.es.tohoku.ac.jp/minphys/ohtani/index_ohtani.html http://epms.es.tohoku.ac.jp/minphys/ohtani/lectures_ohtani.html 図１ 図２ ①軽い元素は多く重い元素は少ない ②偶数番号の元素は奇数番号の元素より多い： Oddo-Harkinsの規則 ③鉄（Fe）の存在度が大きい。 ボーデの法則：　l(AU)= 0.4+0.3*2n 図６

図８ 図７ 図１０ 図９

第２部 後半 第１部 前半

力と圧力の違い：単位面積当たりの力 圧力（小）＝ 力 面積（大） 圧力（大）＝ 面積（小） 靴底の圧力が小さい 靴底の圧力は大きい 4

水の圧力（水圧）：海底の圧力 10,000mの深海底の圧力は地上の約1000倍の約1000気圧 それでは，地球内部の圧力は？ 大きな水圧に耐える潜水艇「しんかい６５００」 6

どうやって地球の中身を調べるのでしょうか？ 観測 実験・理論 試料採取・掘削 9

地球内部の構造 内核 外核 マントル 地殻 固体 液体 マントル 外核 固体 7 ここ 135万気圧 360万気圧 135万気圧 1気圧