Academia Sinica AISTJASRI THREEDIMENSIONAL SHAPES OF COSMIC SPHERULES

宇宙塵スフェリュールの３次元外形： コンドリュールとの比較と衝撃波モデル 土`山 明（阪大理）、矢田達（Academia Sinica）、野口高明（茨城大理）、 中野 司（AIST）、上杉健太朗（JASRI） THREE-DIMENSIONAL SHAPES OF COSMIC SPHERULES : COMPARISON WITH CHONDRULES AND SHOCK WAVE MODEL A. Tsuchiyama 1, T. Yada 2, and T. Noguchi 3, T. Nakano 4 and K. Uesugi 5 1 Department of Earth and Space Science, Osaka University Laboratory for Space Sciences Physics Department, Washington University 3 Department of Material Sciences and Biological Sciences, Ibaraki University 4 Institute of Geoscience, NIST, 5 SPring-8, JASRI. 2 MOTIVATION ・ コンドリュールの成因として 衝撃波加熱が有力である コンドリュール 衝撃波加熱 ・ 宇宙塵スフェリュールは地球大気圏突入時に 衝撃波加熱によって生成された 宇宙塵スフェリュール 衝撃波加熱 球粒物質である ・ 宇宙塵スフェリュール形成はコンドリュール形成の天然アナログ実験か？

Prolate and oblate spherules Prolate Dunbbell-shaped Oblate Prolate spherule (113. 1 mm) 11 4 7 50. 0% 18. 2% 31. 8% Dumbbell-shaped (116. 5 mm) Oblate spherule (167. 5 mm)

Textures BO* CC or GL P** Dendritic magnetite*** 14 11 17 1 37. 2% 20. 9% 39. 5% 2. 3% * 一部のものは、Taylor et al. (2000)のCAT (Ca, Al, Ti-rich spherule)？ ** 一部のものは、Taylor et al. (2000)のRGB (relic-grain-bearing spherule)？ *** Type-G? BO cut/182. tif (width: 113. 16 mm) 5040041 (040615 c) GL cut/290. tif (width: 246 mm) NN 6 (040213 f) P cut/163. tif (width: 83. 49 mm) 5040223 (040616 i)

Compound spherules Spherules with glass caps 鏡下ではnon-compound CTでcompound 小さなspheruleが付着 それ以外 NJ 6 (031205 g) 2 41 18 5 13 cut/145. tif (width: 160. 5 mm) 43. 9% 12. 2% 31. 7%

Compound spherules Spherules with glass caps 鏡下ではnon-compound CTでcompound 小さなspheruleが付着 それ以外 NB 5 (031205 d) 2 41 18 5 13 cut/20. tif (width: 184 mm) 43. 9% 12. 2% 31. 7%

Compound spherules Spherules with glass caps 鏡下ではnon-compound CTでcompound 小さなspheruleが付着 それ以外 ND 6 (031205 e) cut/190. tif (width: 168. 5 mm) 2 41 18 5 13 43. 9% 12. 2% 31. 7%

Porous spherules 空隙を多く含むもの 多孔質（すべてP） 大きなクレータをもつ 14 11 3 cut/84. tif (width: 122. 59 mm) T 0310040 (040616 j): 32. 6% 25. 6% 7. 0%

Porous spherules 空隙を多く含むもの 多孔質（すべてP） 大きなクレータをもつ NC 5 (031204 i) 14 11 3 cut/86. tif (width: 130 mm) 32. 6% 25. 6% 7. 0%

3 -D shapes of cosmic spherules vs. chondrules ３次元外形と組織 ・アスペクト比の１に近いグループ（p>0. 8） アスペクト比の１に近いグループ oblate が主 Spherule: P(porous) >> BO, CC Chondrule: P > BO, CC ・アスペクト比が0. 6<p<0. 8 のグループ アスペクト比が prolate が主 Spherule: BO >> CC, P Chondrule: P ・アスペクト比が0. 3 -0. 4のグループ dumbbell-shaped Spherule: P, BO (1) Oblate spherule は P(porous) が、 prolate spherule はBO が多い (2) BO chondrule は oblate、 prolate chondrule は P BO chondrule with p~0. 6 (Norton, 2002) oblate → torus?

Chondrule formation by shock wave melting Cosmic spherule 形成モデル Yada et al. (1996) I-type spherules 高度、角度: 200 km, 45 o 突入速度: 12 km/s 粒子半径: 0. 1 mm Fe融点（1822 K）到達時 90. 7 km, 11. 8 km/s 高度、角度: 200 km, 77 o 突入速度: 18 km/s 粒子半径: 0. 5 mm Fe融点（1822 K）到達時 97. 7 km, 17. 9 km/s 高度: 200 km 突入速度： 50 -70 km/s 高高度（低密度大気）で衝撃加熱？

Comparison of cosmic spherules with chondrules 類似点 ・ サイズ（直径： 0. 1 -1 mm） ・ ３次元外形の特徴（oblate, prolate、cosm-sph は dumbbell-shaped も存在） →高速回転、共通の形成プロセス（衝撃波加熱）？ ・ Compound chondrules and cosmic spherules の存在 相違点 ・ 組織（chond: chond P>>BO, RP, CC、cosm-sph: cosm-sph BO, P, GL+CC (RP absent)） →最高到達温度：chon < cosm-sph（蒸発変成(Taylor et al. , 2000)） ・ 同位体質量分別（chond: chond なし→蒸発少/再凝縮、cosm-sph: cosm-sph あり→蒸発多） ・ 外形（chond: chond oblate > prolate、 cosm-sph: cosm-sph oblate < prolate, dumbbell） →衝撃の程度：chon < cosm-sph ・ 外形+組織（chond: chond oblate BO, P - prolate P、cosm-sph: cosm-sph oblate P - prolate BO） ・ voids（chond: chond 少量存在、cosm-sph: cosm-sph 少量～多量に存在→含水珪酸塩の加熱発泡） ・ oblate shape より推定した回転速度: chond < cosm-sph →衝撃の程度：chon < cosm-sph ・ 衝撃波速度: chond ≤ cosm-sph →ガス密度: chond ≥ cosm-sph？