講演情報

[R5P-01]太陽系始原物質の粘弾性評価

*小野寺 圭祐1、庄子 歓太朗2、田中 智3、石崎 拓也3、川村 太一4、金丸 礼3 (1. 岡山大・惑星研、2. 関西学院大、3. 宇宙研、4. パリシテ大パリ地球物理研究所)

キーワード:

弾性、粘性、始原物質

粘弾性特性は、惑星形成、表層劣化過程、さらには惑星内部の力学進化など、惑星科学における様々な現象を理解する上で重要な物性である。はやぶさ2による試料回収以前は、CIコンドライト(Ivuna、Orgueil)やC2-ungコンドライト(Tagish Lake、Tarda)などの始原的試料は脆弱であり、粘弾性測定に適した形状への加工が困難であったため、その粘弾性特性に関する評価がほとんどなされていない(e.g., Ostrowski & Bryson, 2019)。 

はやぶさ2初期分析では、Ryugu試料に対する体系的かつ学際的な研究が実施され(e.g., Nakamura et al., 2022)、Ivuna、Tarda、Tagish Lakeなどの炭素質コンドライトとともに、リュウグウ粒子(C0002)の弾性特性が評価された(Onodera et al., 2025)。一方、熱疲労による岩石破壊(Molaro et al., 2017;Kitazato et al., 2026)をはじめとする小天体表層の進化過程を理解する上で重要な粘弾性特性については、リュウグウ粒子を含め始原物質を対象とした測定例は報告されていない。 

本研究では、小天体表層における熱応力の緩和過程の理解に向け、始原物質の粘弾性評価に取り組んでいる。将来的なリュウグウ試料およびCIコンドライト(Ivuna、Orgueil、Oued Chebeika 002)の測定を見据え、これらと弾性特性の近いTardaおよびTagish Lake試料を対象として、ナノインデンテーション法(e.g., Fischer-Cripps 2004; Oliver and Pharr, 1992)による粘弾性評価を進めている。 

本講演では、はやぶさ2初期分析で得られたリュウグウ粒子(C0002)、Ivuna、Tagish Lake、Tardaなどの太陽系始原物質の弾性特性を概観するとともに、ナノインデンテーション法を用いた粘弾性評価の取り組みを紹介する。さらに、Tagish Lake隕石の粘弾性測定から得られた初期成果について報告する。


引用文献:
・Fischer-Cripps A. C. (2004), A simple phenomenological approach to nanoindentation creep. Materials Science and Engineering: A 385, 74–82.
・Kitazato et al. (2026), Surface rejuvenation of stony near-Earth asteroids triggered by planetary shadows, Geosci., 19, 247-252. Molaro et al. (2017), Thermally induced stresses in boulders on airless body surfaces, and implications for rock breakdown, Icarus, 294, 247-261.
・Nakamura et al. (2022), Formation and evolution of carbonaceous asteroid Ryugu: Direct evidence from returned samples. Science, 379(6634), eabn8671.
・Oliver and Pharr (1992), An improved technique for determining hardness and elastic modulus using load and displacement sensing indentation experiments. Mater. Res. 7, 1564–1583.
・Onodera et al. (2025), Elastic properties of returned samples from asteroid (162173) Ryugu, Journal of Geophysical Research: Planets,130, e2025JE008944.
・Ostrowski & Bryson (2019), The physical properties of meteorites, Planetary and Space Science, 165, 148-178.