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 南極の雪から採取されたマイクロメテオライト。 |
微小隕石は、地球の大気圏に突入しても生き残った微小隕石である。通常、地球の地表で発見される微小隕石は、隕石よりもサイズが小さく、より多く存在し、組成が異なるという点で隕石とは異なる。IAUは、隕石を30マイクロメートルから1メートルと公式に定義しており、微小隕石はその範囲の小さい方（約サブミリメートル）である。[1]微小隕石は宇宙塵のサブセットであり、宇宙塵にはより小さな惑星間塵粒子（IDP）も含まれる。[2]
微小隕石は高速（少なくとも11km/s）で地球の大気圏に突入し、大気の摩擦と圧縮によって加熱される。微小隕石の個々の重量は10 −9～10 −4 gで、現在の地球に到来した地球外物質の大部分を占めている。[3]
フレッド・ローレンス・ホイップルは、地球に落下する塵サイズの物体を表すために「微小隕石」という用語を初めて作りました。[4]地球の大気圏に突入する流星体や微小隕石は、地面に到達して隕石や微小隕石として残るかどうかにかかわらず、流星や「流れ星」として見えることがあります。
導入
微小隕石（MM）の組織は、大気圏突入時に受ける加熱の程度によって、元の構造と鉱物組成が変化するため、多様です。これは、初期速度と突入角度の関数です。MM は、元の鉱物組成を保持する未溶融粒子（図 1 a、b）から、部分的に溶融した粒子（図 1 c、d）までさまざまです。また、丸い溶融宇宙球体（図 1 e、f、g、h、図 2）もあり、蒸発により質量の大部分を失っているものもあります（図 1 i）。分類は、組成と加熱の程度に基づいています。[5] [6]
微小隕石の地球外起源は、以下のことを示す微量分析によって決定されます。
- 含まれる金属は隕石に含まれるものと似ている。[7]
- 隕石の溶融殻中に見られる高温の酸化鉄であるウスタイトを含むものもあります。 [8]
- 珪酸塩鉱物の主要元素と微量元素の比率は隕石と似ている。[9] [10]
- 鉄球状体中の宇宙線起源マンガン（53 Mn）や、石質MM中の宇宙線起源ベリリウム（10 Be）、アルミニウム（26 Al）、太陽ネオン同位体の豊富さは地球外である[11] [12]
- いくつかのMM [13]にプレソーラー粒子が存在することや、超炭素質MM [14]に重水素過剰が存在することから、MMは地球外起源であるだけでなく、その構成要素の一部は太陽系以前に形成されたことが示唆されている。
毎年推定40,000 ± 20,000トン/年[3]の宇宙塵が上層大気圏に進入し、そのうち10%未満（2700 ± 1400 t/年）が粒子として地表に到達すると推定されています。[15]したがって、堆積する微小隕石の質量は、隕石の推定質量（約50 t/年）のおよそ50倍であり、[16]毎年大気圏に進入する粒子の数が膨大であることから（約10 17 > 10 μm）、大規模なMMコレクションには、小惑星、彗星、月や火星の破片など、太陽系のすべての塵を生成する天体の粒子が含まれていると考えられます。大規模なMMコレクションは、地球に集積する物質のサイズ、組成、大気加熱効果、タイプに関する情報を提供します。一方、個々のMMの詳細な研究は、それらの起源、それらに含まれる炭素、アミノ酸、プレソーラー粒子の性質に関する洞察をもたらします。[17]
酸性溶液中の微小隕石から採取された微細なクロム鉄鉱結晶、またはクロムスピネルの化学分析により、今日地球に到達した微小隕石の0.5％未満を占める原始的な無球状隕石が、4億6600万年以上前に集積した微小隕石の間で一般的であったことが示されました。[18]
収集場所
微小隕石は深海堆積物、堆積岩、極地堆積物から採取されてきました。これまでは地表での濃度が低いため、主に極地の雪や氷から採取されていましたが、2016年に都市環境から微小隕石を抽出する方法が発見されました[19]。[20]
海洋堆積物
溶けた微小隕石（宇宙の球状体）は、1873年から1876年にかけて行われたHMSチャレンジャー号の遠征中に、深海の堆積物から初めて収集された。1891年、マレーとレナードは「2つのグループの微小隕石：1つ目は金属核の有無にかかわらず黒い磁性球状体、2つ目は結晶構造を持つコンドロイドに似た茶色の球状体」を発見した。[21] 1883年、彼らはこれらの球状体が地球上の粒子源から遠く離れた場所で発見され、当時の炉で生成された磁性球とは似ておらず、ニッケル鉄（Fe-Ni）金属核が火山岩に含まれる金属鉄とは似ていないことから、これらの球状体は地球外のものであると示唆した。球状物はゆっくりと堆積する堆積物、特に炭酸塩補償深度より下に堆積した赤色粘土に最も多く見られ、隕石起源を裏付ける発見となった。[22] Fe-Ni金属核を持つ球状物に加えて、300μmを超える球状物の中には白金族元素の核を含むものもある。[23]
チャレンジャー号による最初の採集以来、コア、ボックスコア、クラムシェルグラバー、磁気そりなどを使って海洋堆積物から宇宙球体が回収されてきた。[24]これらのうち、「宇宙泥かき」と呼ばれる磁気そりは、太平洋の海底の赤土層上部10cmから数千個の宇宙球体を回収した。[25]
陸生堆積物
陸上堆積物にも微小隕石が含まれています。これらは以下のサンプルで発見されています。
- 粘土岩[26]や硬岩土[27] [28]などの堆積速度が低い
- 塩の堆積物[29]や石灰岩[30]のように溶解しやすいもの
- 砂漠[31]や海岸の砂[8]に見られる重鉱物濃縮物のように大量に選別されている。
最も古いMMは、1億4000万年から1億8000万年前の硬岩地層で発見された完全に変化した鉄球体である。[27]
都市の微小隕石
2016年に発表された新たな研究では、都市部の平らな屋根が微小隕石の採取に適した場所であることが示された。[19]「都市」の宇宙球体は、これまでの研究結果よりも地球上での年齢が短く、変化も少ない。[32]
アマチュアの収集家は、屋根の雨樋など、広範囲の塵が集中している場所で微小隕石を見つけることがある。[33] [34] [35]
極地堆積物
極地の堆積物で発見された微小隕石は、他の陸上環境で発見されたものに比べて風化がはるかに少なく、間隙ガラスのエッチングがほとんどなく、ガラス球や未溶融の微小隕石が多数存在することからも明らかである。これらの粒子タイプは深海のサンプルでは稀であるか存在しない。[5]極地で発見された微小隕石は、グリーンランドの雪、[36]グリーンランドのクリオコナイト、[37] [38] [39]南極の青氷[40]南極の風成堆積物（風で運ばれたもの）、[41] [42] [43]氷床コア、[44]南極の井戸の底、[5] [15]南極の堆積物トラップ[45]および現在の南極の雪から収集された。[14]
微小隕石の分類と起源
分類
隕石と微小隕石の現代の分類は複雑です。2007年のKrotらのレビュー論文[46]は現代の隕石の分類を要約しています。個々の微小隕石を隕石の分類グループに結び付けるには、元素、同位体、組織特性の比較が必要です。[47]
微小隕石の起源は彗星か小惑星か
ほとんどの隕石は小惑星に由来しますが、微小隕石の対照的な構成から、ほとんどが彗星に由来することが示唆されます。
MM の 1% 未満がアコンドライトであり、小惑星ベスタ 4からのものと考えられているHED 隕石に類似しています。[48] [49]ほとんどの MM は組成的に炭素質コンドライトに類似していますが、[50] [51] [52]隕石の約 3% がこのタイプです。[53]炭素質コンドライトのような MM が優勢であり、隕石コレクションにあまり存在しないことから、ほとんどの MM はほとんどの隕石とは異なる起源に由来していることが示唆されます。ほとんどの隕石は小惑星に由来するため、MM の代替起源は彗星である可能性があります。MM が彗星に由来する可能性があるという考えは 1950 年に生まれました。[4]
最近まで、彗星流からの粒子の微小隕石の突入速度は秒速25km以上と測定されており、微小隕石が微小隕石として存続するかどうかは疑問視されていました。[11] [54]しかし、最近の力学シミュレーション[55]では、宇宙塵の85%が彗星由来である可能性があることが示唆されています。さらに、スターダスト宇宙船によって彗星ワイルド2から持ち帰られた粒子の分析では、これらの粒子の組成が多くの微小隕石と一致することが示されています。[56] [57]それにもかかわらず、微小隕石の母天体の中には、コンドリュールを含む炭素質コンドライトを含む小惑星であると思われるものもあります。[58]
地球外微小隕石
微小隕石の流入は、太陽系の他の天体の表土（惑星/月の土壌）の構成にも寄与している。火星には年間2,700～59,000トンの微小隕石が流入すると推定されている。これは、10億年ごとに火星表土の深さに約1mの微小隕石含有量をもたらす。バイキング計画の測定によると、火星表土は60%の玄武岩と40%の隕石起源の岩石で構成されている。火星の大気は密度が低いため、地球よりもはるかに大きな粒子が表面まで通過しても、衝突するまでほとんど変化しない。地球では、大気圏に突入しても生き残る粒子は通常、大幅な変化を受けているが、火星の大気圏に突入した直径60～1200μmの粒子のかなりの割合は、おそらく溶けずに生き残る。[59]
参照
- 炭素質コンドライトは、少なくとも7つの既知のグループと多くの未分類のグループを含むコンドライト隕石のクラスです。
- アリゾナ州立大学隕石研究センター
- 宇宙塵
- 隕石学用語集
- 火星隕石のリスト
- 隕石鉱物一覧
- 火星の隕石リスト
- 隕石の分類
- 隕石学会
- 太陽系
- 英国アイルランド隕石協会
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- ジョン・ラーセン：『スターダストを探して：驚くべき微小隕石と地上の偽物』 Voyageur Press、ミネアポリス 2017、ISBN 076035264X。
外部リンク
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