[論文レビュー] Ordinary Chondrite Formation from two Components: Implied Connection to Planet Mercury

J. Marvin Herndon|arXiv (Cornell University)|May 15, 2004

Astro and Planetary Science参考文献 18被引用数 5

ひとこと要約

本論文は、普通隕石が、CI隕石に類似した原始的で酸化された物質と、水星の組成に類似した分化した惑星的物質という2つの異なる成分から形成されたと提案する。鉄に対する元素比を再定式化することで、普通隕石の中間的な酸化状態と難揮発性イronsiderophile元素の欠乏を説明でき、水星の欠落している組成的成分が惑星的成分の源である可能性を示唆する。

ABSTRACT

Major element fractionation among chondrites has been discussed for decades as ratios relative to Si or Mg. Expressing ratios relative to Fe leads to a new relationship admitting the possibility that ordinary chondrite meteorites are derived from two components: one is a relatively undifferentiated, primitive component, oxidized like the CI or C1 chondrites; the other is a somewhat differentiated, planetary component, with oxidation state like the reduced enstatite chondrites. Such a picture would seem to explain for the ordinary chondrites, their major element compositions, their intermediate states of oxidation, and their ubiquitous deficiencies of refractory siderophile elements. I suggest that the planetary component of ordinary chondrite formation consists of planet Mercury's missing complement of elements.

研究の動機と目的

• 2成分モデルを用いて、普通隕石における主要要素の分離と酸化状態を説明すること。
• 普通隕石に見られる難揮発性イronsiderophile元素の欠乏という長年の謎を解明すること。
• 普通隕石と水星の欠落している組成的成分との間の組成的関連を提案すること。
• ケイ酸塩やマグネシウムではなく鉄を基準とする元素比を用いることで、隕石組成の分析を再定式化すること。

提案手法

• ケイ酸塩やマグネシウムではなく鉄を基準として普通隕石内の主要要素濃度を再定式化し、新たな組成的関係を明らかにすること。
• 得られた元素比を、CI隕石（原始的で酸化的）およびエンスタチート隕石（還元的で分化的）のものと比較すること。
• 酸化状態がエンスタチート隕石に類似した分化した惑星的成分の存在を推定すること。
• 普通隕石を原始的成分と惑星的成分の混合物としてモデル化し、観測された組成と一致させること。
• 推定された惑星的成分を用いて、普通隕石における難揮発性イronsiderophile元素の欠乏を説明すること。
• 水星の全体組成、特に欠落している揮発性およびイronsiderophile元素が、惑星的成分と一致すると提案すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 中間的な酸化状態を示す普通隕石は、酸化状態が著しく異なる2つの異なる成分の混合によって説明可能だろうか？
• RQ2 なぜ普通隕石ではCI隕石と比較して難揮発性イronsiderophile元素が欠乏しているのか？
• RQ3 普通隕石に観察される惑星的分離を説明する組成的成分は何か？
• RQ4 普通隕石に存在する惑星的成分は、惑星水星の組成と一致するだろうか？
• RQ5 ケイ酸塩やマグネシウムではなく鉄を基準とする元素比の再定式化は、隕石形成の理解をどのように向上させるのか？

主な発見

• 鉄を基準とする元素比を用いることで、普通隕石の主要要素組成を説明する2成分混合モデルが明らかになった。
• 原始的成分は酸化的で、CI隕石に類似しているが、惑星的成分は還元的で分化しており、エンスタチート隕石に類似している。
• この2端末成分の混合によって、普通隕石に観察される中間的な酸化状態が説明できる。
• 普通隕石における難揮発性イronsiderophile元素の欠乏は、これらの元素が惑星的成分において好んで損失または封入されたことによって説明できる。
• 惑星的成分は、水星の欠落している組成的分数量であると提案され、水星と普通隕石形成との直接的な関連が示唆された。
• 本研究は、水星が普通隕石内の分化した成分と化学的に類似した物質から形成された可能性を示唆している。