２．地球を作る物質と化学組成 １）宇宙存在度と隕石 ２）原始太陽系星雲でのプロセス：蒸発と凝縮 ３）初期地球の諸過程：冷たい太陽のパラドックス ４）地殻、マントル、核の組成：　ニッケルのパラドックス ５）マントルと核の運動：プレートテクトニクスとプルーム キーワード：　ペリドタイト、レルゾライト、パイロライト、ニッケルのパラドックス、 強親鉄元素の過剰、揮発性元素の枯渇、隕石の重爆撃、蒸発、凝縮、マグマ・ オーシャン、プレートテクトニクス

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（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） 6 Extensively modified from D.J. DePaolo, Nature

Snow line (Frost line, Ice line)

Snow line (Ice line, Frost line)

揮発性(volatile) と難揮発性(refrqactory)

図 5 (Mantle+Crust)/C1 1.0 0.1 0.01 低 高 0.001 難揮発性の元素 揮発性・やや揮発性の元素　＜1300K 親鉄元素 Re Os Ir Au Fe Co Ni Cu Zn P In Cd Ge Ag Cr Mn Ga Sn Na K Rb Cs Tl Pb Bi Zr Mg Nb Al Si Ca Sc Ti Sr Y Ba La Ce Nd Sm Eu Tb Yb Lu Ta Th U V Li 強親鉄元素 難揮発性の親石元素 揮発性の程度 低　　　　高 揮発性元素

親石元素 親鉄元素 強親鉄元素 難揮発性親石元素 揮発性親石元素 >1350 1000 700 400 x Ca Al Ti REE U Th etc Mg Si Cr V Li Mn Na K Cu Rb Ca F Zn In Fe Ni Co W P Mo As Ag Sb Ge Cs Cd Cl Pb Br Bi Tl S Se Os Re Ir Pt Pd Au 強親鉄元素 親鉄元素 親石元素 難揮発性親石元素 揮発性親石元素 >1350 1000 700 400 Condensation temperature, K 1.0 0.1 0.01 0.001 Depletion factor

Mg/Si ratio of the mantle: Volatility (e.g., McDonough, 2003) vs Removal of Si into Core (e.g., O’Neil, 1991; Allegre et al., 2001) McDonough (2003) Log 50% condensation temperature (K) at 10-4 atm Relative abundance 3.2 3.1 3.0 2.9 2.8 2.7 Lithophile elements Refractories Moderately volatiles Volatiles Planetary volatility trend @1AU Mantle Removal of Si from the mantle by metallic iron may explain Mg/Si ratio of the mantle: Entry of 5~7 % of Si into the core? 7

ここまで、12月19日

２．地球を作る物質と化学組成 １）宇宙存在度と隕石 ２）原始太陽系星雲でのプロセス：蒸発と凝縮 ３）初期地球の諸過程：冷たい太陽のパラドックス ４）地殻、マントル、核の組成：　ニッケルのパラドックス ５）マントルと核の運動：プレートテクトニクスとプルーム キーワード：　ペリドタイト、レルゾライト、パイロライト、ニッケルのパラドックス、 強親鉄元素の過剰、揮発性元素の枯渇、隕石の重爆撃、蒸発、凝縮、マグマ・ オーシャン、プレートテクトニクス

集積過程 惑星形成期には、衝突現象が重要であった。 衝突現象とは、 衝撃波と高圧の発生 衝突速度と圧力 衝突の規模と高圧の持続時間 隕石に残された衝突の記録

初期地球の諸過程

（１）月と火星の石の宇宙旅行 月と火星：人類の有人探査の目標天体

隕石に残された衝突の記録 隕石に高圧鉱物を探す：隕石、隕石孔 　最近発見された様々な高圧鉱物

初期地球の諸過程

ジャイアントインパクト ジャイアントインパクトは必然的な過程 ジャイアントインパクトによる月の形成 月の軌道進化とジャイアントインパクト 月の化学組成の特徴とジャイアントインパクト ジャイアントインパクトの地球への影響

Impact event: 月と地球への隕石重爆撃の痕跡か？ レゴリス研究の重要性 The Sm-Nd age and the 39Ar - 40Ar age of A-881757 [1] indicate their source basalt flow crystallized at 3870 Ma and was impacted at 3800 Ma. [1] Misawa et al. (1993) GCA 57, 4687-4702 Impact event: 月と地球への隕石重爆撃の痕跡か？ レゴリス研究の重要性

Figure 1 Grain No. 2 Grain No. 3 No. 1 No. 2 Ｆd No. 3 No.3

Figure 2 (A) (B) SiO2 SiO2 Glass Glass Fd

No. 2 Coesite Fd SiO2 glass Melt (?) 100 μm

初期地球の諸過程

図 5 (Mantle+Crust)/C1 1.0 0.1 0.01 低 高 0.001 難揮発性の元素 揮発性・やや揮発性の元素　＜1300K 親鉄元素 Re Os Ir Au Fe Co Ni Cu Zn P In Cd Ge Ag Cr Mn Ga Sn Na K Rb Cs Tl Pb Bi Zr Mg Nb Al Si Ca Sc Ti Sr Y Ba La Ce Nd Sm Eu Tb Yb Lu Ta Th U V Li 強親鉄元素 難揮発性の親石元素 揮発性の程度 低　　　　高 揮発性元素

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