初期太陽系と初期地球の形成過程

図１４ 原始太陽系星雲の冷却と凝縮（Ｃｏｎｄｅｎｓａｔｉｏｎ）、そして集積　(accretion)

図１１

図１３

スノーラインSnow line (Ice line, Frost line) 45

図１２

水や氷は太陽系の様々な惑星や衛星に存在する トリトンの氷火山 （海王星の衛星） 木星の衛星　ガリレオ衛星 イオ エウロパ ガニメデ カリスト 地球 月 海王星 ボイジャー２号画像 46 9

図１５　

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

Giant impact was an energetic process Deep magma ocean or total melting of the Earth is compatible with the giant impact model A.G.W. Cameron 2011/12/21 ここまで

How deep was the terrestrial magma ocean ? What is the condition of the metal-silicate equilibrium, low pressure or high pressure ?

図１７ Sm Eu Gd

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

図１８ 固液密度逆転と上部マントルにカンラン石の濃集 カンラン石の密度 固液密度逆転 マグマの密度

図１６

マグマオーシャンの形成と進化 地球の層構造の形成：核・マントル・地殻 マグマオーシャンは本当にあったのか？ 熱源は十分であった。 集積の熱 大気による保温効果：水素ヘリウム大気　ｖｓ　水蒸気大気 　酸化大気Ｖｓ還元大気 マグマオーシャンの深さは？ ２００ｋｍ～２０００ｋｍ？ ジャイアントインパクトによる月の形成と地球への影響

マグマオーシャン中での核形成 マグマオーシャンの深さを探る 鉄・ケイ酸塩反応と核の形成過程 核の構造と物性：核に含まれる軽元素 　親鉄元素のパラドックス 　強親鉄元素のパラドックス 　金属・ケイ酸塩間の元素分配 核の分離機構 　力学的不安定と浸透による分離

（Mantle composition/(CI-chondrite+Mg) 親鉄元素の枯渇 枯渇の理由 　　核に分配された （＋揮発性） 分配係数, D McDonough and Sun (1995) Mg Al Si Ca Ti Fe Co Ni （Mantle composition/(CI-chondrite+Mg) Depletion factor C(mantle) = ━━━━━━━━━━━━ C(CI chondrite) F(core)・D + F(mantle) C (M) in metal C (M) in silicate, oxide D = ━━━━━━━━━━━ 低圧・高温の値を載せる F (core)=0.325 F(mantle)=0.675（wt.fraction） C: abundance（wt.%) 低圧での平衡に比べてマントルに Ｎｉが多すぎる。 ３

図１９ ニッケルはマントルに入りやすくなる。 ニッケルのパラドックスの説明

マントル内のCo/Ni 比は、低圧で高温の実験結果とあわない。 での核形成 Ni Ｄ, 分配係数 Co >40 GPa 圧力, GPa Co/Ni in the mantle implies very deep magma ocean

月と惑星表面のクレーター 集積過程における衝突現象の重要性

Asuka 881757 (lunar meteorite) Fd No. 4 No. 7 No. 9 No. 11 Grain 2 the mean age of the glass and the maskelynite, 3798+/-12Ma of the 39Ar-40Ar ages Grain 1 Grain 3 Fd No. 1 No. 3 No. 4 No. 9 No. 12 No. 16 No. 22 No. 23 No. 25-26 No. 5 No. 6 No. 8 No. 11 No. 21

月隕石[玄武岩質）には衝撃をうけ融解した痕跡が残っている。

地球集積のなごり：隕石重爆撃 マントルの強親鉄元素存在度と隕石衝突 Ｌａｔｅ Ｖｅｎｅｅｒの存在の有無 海の起源とＬａｔｅ Ｖｅｎｅｅｒ Ｌａｔｅ　Ｖｅｎｅｅｒの存在の有無 海の起源とＬａｔｅ　Ｖｅｎｅｅｒ Ｌａｔｅ　Ｖｅｎｅｅｒによる有機物の供給：　生命の起源 小天体衝突と恐竜絶滅：イリジウムの異常の説明 隕石中の強親鉄元素

衝突現象: 月と地球への隕石重爆撃の痕跡か？ レゴリス研究は重要 A-881757隕石のサマリウム（Sm）-ネオジム（Nd ）年代：結晶化 3870 Ma アルゴン39（39Ar） -アルゴン 40（40Ar） 年代 ：衝突年代3800 Ma. [1] Misawa et al. (1993) GCA 57, 4687-4702 衝突現象: 月と地球への隕石重爆撃の痕跡か？ レゴリス研究は重要

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 Coarse-grained Ureilite MS-170 Slices & fragments

１３．地球の形成期の最初の数億年を冥王代という．この時期に生じた主なできごとを４つ挙げよ．