Research Abstract
コンドリュール中の酸素同位体に記録された原始惑星系円盤内のケイ酸塩–SiO反応
Silicate–SiO reaction in a protoplanetary disk recorded by oxygen isotopes in chondrules
2017年5月26日 Nature Astronomy 1 : 137 doi: 10.1038/s41550-017-0137
地球型惑星の組成と構造の大部分は、太陽系原始惑星系円盤の最初期段階における微惑星や惑星の胚子の形成によって決定づけられた。太陽系誕生後数百万年以内に、原始惑星系円盤の内側では、コンドリュールの形成と、分化したエイコンドライトや地球型惑星母天体の集積が起こった。本論文では、非平衡エンスタタイト・コンドライト中のコンドリュールの、高精度Δ17O値（Δ17O値は地球のケイ酸塩分別線からのδ17Oの値の偏差である）が幅広い（-0.49‰から+0.84‰）値を有し、3酸素同位体のプロット上で1.27という急傾斜を持つことを示した。この傾斜は、カンラン石に富むコンドリュール溶融物と、蒸発した塵や星雲ガスに由来するSiOに富むガスとの間の反応によって形成されたと説明できる。我々の研究は、惑星の胚子をなす構成要素の大部分が、ケイ酸塩–ガス間の連続した反応過程、つまりケイ酸塩–H2O、そしてその後に続くケイ酸塩–SiOの反応作用が、太陽系形成後数百万年以内にそれぞれ酸化的、還元性条件下で生じたことにより、形成されたことを示唆している。
Corresponding Author
The formation of planetesimals and planetary embryos during the earliest stages of the solar protoplanetary disk largely determined the composition and structure of the terrestrial planets. Within a few million years of the birth of the Solar System, chondrule formation and the accretion of the parent bodies of differentiated achondrites and the terrestrial planets took place in the inner protoplanetary disk. Here we show that, for chondrules in unequilibrated enstatite chondrites, high-precision Δ17O values (where Δ17O is the deviation of the δ17O value from a terrestrial silicate fractionation line) vary significantly (ranging from −0.49 to +0.84‰) and fall on an array with a steep slope of 1.27 on a three-oxygen-isotope plot. This array can be explained by the reaction between an olivine-rich chondrule melt and an SiO-rich gas derived from vaporized dust and nebular gas. Our study suggests that a large proportion of the building blocks of planetary embryos formed by successive silicate–gas interaction processes: silicate–H2O followed by silicate–SiO interactions under more oxidized and reduced conditions, respectively, within a few million years of the formation of the Solar System.
