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

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1 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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6 （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

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13 Snow line (Frost line, Ice line)

14 Snow line (Ice line, Frost line)

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16 揮発性(volatile) と難揮発性(refrqactory)

17 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

18 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

19 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 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

20 ここまで、12月19日

21 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

22 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

23 初期地球の諸過程

24 （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

25 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

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27 初期地球の諸過程

28 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

29 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 [1] indicate their source basalt flow crystallized at 3870 Ma and was impacted at 3800 Ma. [1] Misawa et al. (1993) GCA 57, 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

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

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

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

33 初期地球の諸過程

34 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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