著者
木村 恒久 荒木 英一郎 横引 貴史
出版者
日本地球惑星科学連合
雑誌
日本地球惑星科学連合2018年大会
巻号頁・発行日
2018-03-14

DASテクノロジーは、2011年頃から石油・ガス産業において、パイプラインのモニタリングや侵入者を感知する目的で導入されている。近年では“heterodyne Distributed Vibration Sensing”(以下、hDVS)と呼ばれる位相差データを用いる最新の光ファイバーセンシング技術の適用により、Vertical Seismic Profile(以下、VSP)を含むサイスミックデータ取得ができるようになった1)。そのhDVS装置を使った自然地震に近いCross-well VSPのデータ、および波を観測したデータをJpGU-AGU2017にて紹介し、リアルタイムに地震と津波を同時に観測することができる可能性について述べた2)。2017年9月、海洋研究開発機構(以下、JAMSTEC)の協力の下、JAMSTEC所有の海底光ファイバーケーブルを使った地震観測の実証実験を行った。豊橋沖に敷設してある海底光ファイバーケーブルのうち、光学長が約17kmのシングルモードファイバーを実験に選んだ。そのファイバーに第三世代のhDVS取得装置をつなげ、バックグラウンドノイズを測定する目的でhDVSの連続測定を実施した。本稿では、その連続測定データを用い、自然地震波の観測が行えるか検証した結果を報告する。豊橋沖に敷設してあるJAMSTEC所有の海底光ファイバーケーブルは、本来、通信用のケーブルとして使われていたものである。一般的な通信用光ファイバー仕様のFC/PC型のコネクターが用いられていたが、このタイプのコネクターは、コネクターでの光パルスの反射が大きく、その反射がデータに影響を与える。それ故、ファイバーセンシングの分野では、その使用を極力避けるが、少なくとも2箇所にFC/PCが使われ、その一つを反射の少ないFC/APC型に交換し改善を図った。バックグラウンドノイズの連続測定は、9月25日夕方から26日朝にかけて、約14時間に渡り実施した。今回記録したデータを見ると海岸から水深の浅い5km近辺までのファイバーには、波の動きを示すデータが定常的に記録されていた。測定データを詳細に調べると、9月25日11:54:55 UTC(9月25日20:54:55 JST)に記録されたデータ、およびそれ以降のデータに自然地震波と思われる波形が確認できた。気象庁の震源リストのデータと参照したところ、駿河湾で発生した以下の地震記録と同一であると考えている。(2017年9月25日 20時54分49.7秒 緯度34°53.3'N 経度138°31.8'E 深さ215km M3.9 震央地名 駿河湾)今回記録された自然地震波を図1に示す。8.1kmより遠方のファイバーにノイズが目立つが、その原因は、FC/PC型のコネクターにおける強い反射とファイバーの末端での反射が原因と考えられる。測定パラメータは、ゲージ長40 m、空間サンプリング10 m、および、サンプリング周期が2 msであり、1ファイルのレコーディング時間を30秒とした。hDVS第三世代の装置を使って記録できる最大のファイバー長は16.5kmで、17km全てに渡っての記録はできなかった。観測されたデータから解析した海岸近辺においてのP波の到達時刻は9月25日20:55:21 JST、S波の到達時刻は20:55:44 JSTである。海底光ファイバーケーブルは、海岸線から真っ直ぐに太平洋を南に向かって敷設されているが、P波とS波の両者とも、16km先の沖に比べて海岸部の方にP波で0.4秒、S波で1.0秒早く到達したので、地震は海底光ファイバーケーブル対し、東西方向から若干北寄りで起きたことがうかがえる。つまり、震央が駿河湾であったことを裏付けることになる。防災科学技術研究所(以下、防災科研)が公開しているHi-netによる連続波形画像との比較も行った。愛知県には21の観測点が存在し、豊橋にも観測点があるが、その連続波形記録を参照したところ、hDVSの測定データとほぼ一致することを確認した。今回、海底光ファイバーケーブルで観測された海底地震の記録は、筆者が認知する限りでは、DASテクノロジーを使った世界で初めての事例である。本観測結果より、hDVSを用いた測定手法は、海底光ファイバーケーブルにつなげることによって、波のモニタリングを行いながら自然地震波の観測システムとしても利用できる可能性が示された。謝辞:リファレンスとなる地震情報は、気象庁、および防災科研のデータを用いました。これらの機関に対し感謝の意を表します。引用文献:1) Kimura, T., Lees, G., and Hartog, A. JpGU 2016 (RAEG 2016), Optical Fiber Vertical Seismic Profile using DAS Technology STT17-12, Extended Abstract.2) Kimura, T, JpGU-AGU 2017, Progress of Seismic Monitoring System using Optical Fiber and DAS Technology STT59-04, Potential for Real-Time Earthquake Monitoring using Optical Fiber Network and DAS Technology SCG72-P03, Potential for Real-Time Tsunami Monitoring using DAS Technology HDS16-P01.
著者
大野 希一
出版者
日本地球惑星科学連合
雑誌
日本地球惑星科学連合2018年大会
巻号頁・発行日
2018-05-11

「持続可能な開発目標(Sustainable Development Goals、以降SDGs)」は、2015年9月の国連サミットで採択された国際目標である(外務省のパンフレットより)。この計画では、「持続可能で強靭、そして誰一人取り残さない、経済、社会、環境の総合的向上が実現された未来への先駆者を目指す」ことをビジョンに、国連に加盟している193の国々が2030年までに達成すべき17の目標が掲げられている。この計画の前身である「ミレニアム開発目標(MDGs)が、主に発展途上国を対象に設定された目標で、国連の専門家が主導で実施されてきたものであったのに対し、SDGsは先進国自身もこの目標達成に向けて積極的に取り組むことや、国全体で取り組むことが推奨されている、という点が特徴である。17の到達目標は、それぞれがさらに実施すべきターゲットに細分化される。全部で169あるターゲットの中には、ジオパーク地域が取り組んでいる活動に関連する項目も少なくない。たとえば目標6の中のターゲット「6.6 2020年までに山地、森林、湿地、河川、帯水層、湖沼などの水に関連する生態系の保護・回復を行う」、目標8の中のターゲット「8.9 2030年までに、雇用創出、地元の文化・産品の販促につながる持続可能な観光業を促進するための政策を立案し実施する」、目標13の中のターゲット「13.1 すべての国々において、気候変動に起因する危険や自然災害に対するレジリエンス及び適応力を強化する」などは、まさにジオパーク活動と直接的にリンクする。これら以外にも、ターゲットの中には環境保全や地域社会の維持に関する項目が複数掲げられており、防災対策や気候変動対策、循環型社会の構築や新たな市場の創出を通じて、持続可能な開発目標を達成しようという取り組みも、多かれ少なかれジオパーク活動にリンクする要素を含んでいるといえる。SDGsに関わるこれらの取り組みが、地域で展開されているジオパーク活動とどのようにリンクするかを把握することは、特にユネスコ世界ジオパークに認定された地域については今後重要になってくる可能性がある。今回のポスターでは、島原半島ユネスコ世界ジオパークが行っているジオパーク活動が、SDGsとどのような関わりを有しているかを紹介・議論する予定である。
著者
内田照久
出版者
日本教育心理学会
雑誌
日本教育心理学会第61回総会
巻号頁・発行日
2019-08-29

問題と目的 本研究は,「教育測定データの蓄積」を,個人の学力評価や処遇決定のための資料的役割に留めず,教育制度の改善に向けた施策や配慮が必要な児童生徒の支援制度の設計を行うための,基盤となるエビデンス・データとして,有効に役立てて行くことを目指す。本報告では,はじめに大学入試に係るデータから,初等中等教育から高等教育まで連なる社会的な教育課程と,子どもの発達成長との適合性について考察する。方 法 はじめに,厚生労働省の人口動態調査を基に,平成30年度センター試験の新卒志願者と同学年コーホートに属する者の月齢別の出生者数を集計した。4/1生まれの者は前年度の学年コーホートに入るため,その補正も行った。その上で,月齢ごとに,センター試験の志願率をもとめた(Fig. 1)。 次に暦月齢ごとに,センター試験の英語筆記,国語,及び数学IA及びIIBについて,その平均点をもとめた(Figure 2)。結果と考察 Figure 1の月齢ごとのセンター試験志願率を見ると,歴月齢が高い程,その志願率が上昇していることがわかる。そして,いわゆる早生まれの暦年少者は構成比率が低く(37.1%~),月齢が高くなるとその比率が次第に上昇して,4月生まれの暦年長者の志願率が最も高くなっている(41.3%)。 一方,Figure 2の月齢別の試験成績を見てみると,今度は逆に早生まれの暦年少者で平均点が高く,月齢が高くなるにつれて低下する傾向が見られる。この現象は数学で最も顕著で,3月生まれの暦年少者では平均が113.3点であったが,4月生まれの暦年長者の平均は110.2点であった。なお,英語でもこの低下傾向が読み取れるが,国語では必ずしも明瞭ではない。 これらの原因として,中学受験をはじめとした早期選抜の影響が考えられる。初中教育段階での選抜では,月齢差による発達面の能力差が厳然と存在するので,暦年齢の関数の形で人数の偏りが発生すると推察される。そして,その構成比率が上位の学校まで持ち越されて,大学の受験機会にまで影響を及ぼしている可能性がある。 一方,暦年少者のポテンシャルは,決して低いものではないと考えられる。センター試験の成績では,暦年少者の方が暦年長者よりも数学や英語で平均点が高く,月齢に対する逆転現象が起きていた。暦年長者は,成長発達面で先んじていたが故の上位校合格者が多いとも考えられる。しかし,高校段階になると,学力の個人差は,発達差ではなく,学習の成果として顕在化するようになろう。すると,相対的人数は少ないが,成長面での不利に抗して勝ち残ってきた,潜在的ポテンシャルの高い暦年少者の集団が,暦年長者集団を学力面で,凌駕した帰結と捉えることもできるかも知れない。引用文献川口大司・森 啓明 (2007). 誕生日と学業成績・最終学歴 日本労働研究雑誌, No.569, 29-42.付 記 本研究は,平成28~30年度 大学入試センター理事長裁量経費の援助を受けた。
著者
大見 士朗
雑誌
日本地球惑星科学連合2019年大会
巻号頁・発行日
2019-03-14

1.地震活動の概要飛騨山脈南部の岐阜・長野県境に位置する焼岳火山の近傍において、2018年11月22日午前から同12月5日頃にかけて群発地震活動が発生した。一連の地震活動は11月22日午前から始まり、翌日11月23日から活発化した後に約10日間にわたり継続し、12月2日頃までにはほぼ終息した(以下、シリーズAとよぶ)。その後12月4日夕方から一時的に焼岳の東側にあたる上高地側で小規模な地震活動がみられた(同、シリーズB)。シリーズAの群発地震活動の震央は焼岳山頂の西約1.5kmから2kmの、深さ(海抜下)3kmから4kmに分布している。これは、2011年3月から4月に発生した群発地震の震源域の南西延長にあたる場所である。12月4日以降に上高地側で発生したシリーズBの地震は焼岳西側のそれに比べて若干震源が深い。その後、2019年1月末に、当初の焼岳西麓よりもさらに西側(同、シリーズC)で、また、2019年2月上旬には焼岳南部の飛騨山脈の稜線下(同、シリーズD)でそれぞれ小規模な地震活動がみられている。 飛騨山脈南部の群発地震活動は、同地域で京都大学が地震観測を開始した1970年代後半以降は、主な群発地震の震源域は互いに重ならず、いわば「棲み分け」をしている傾向が認められ、2018年11月末の焼岳西麓に集中するシリーズAの地震活動もその例外ではない。 また、シリーズAには明瞭な震源移動は認められなかったが、上述のように、シリーズB、C、Dのようにそれぞれ異なる領域で小規模な活動がみられるなど、焼岳の周辺域で地震活動の活発化が認められる。2.発震機構についてシリーズAの主たる地震の発震機構は、北西-南東圧縮の応力場を示す逆断層タイプのものが多い印象があるが、シリーズBの上高地側での地震にはこの地域では珍しい正断層型の地震が含まれる。また、シリーズCの地震は、観測点分布のためか、発震機構の決定が困難なイベントが散見され、精査が必要である。また、シリーズDのイベントは北西-南東の圧縮場を示すものが支配的にみえる。2.現地有感地震について同地域では、気象庁により奥飛騨温泉郷栃尾における震度情報が発表されるが、防災研究所附属地震予知研究センター上宝観測所では、さらに飛騨山脈の脊梁部に近い地域での揺れの状況を把握するために2011年秋から奥飛騨温泉郷中尾地区のDP.YAKE観測点にも強震計を設置して有感地震の観測を継続している。今回の地震活動における、DP.YAKEにおいて現地有感と考えられる地震は11月23日18時から12月16日0時までの期間に合計約340回を数えた。また、11月25日にはDP.YAKEにおいて震度4相当のゆれを観測した地震が3回発生した。なお、12月4日夕方からの上高地側での地震活動の際には15個程度の現地有感地震が観測され、そのうち12月4日22時50分の地震では震度4相当のゆれを観測した。 飛騨山脈南部の脊梁部付近で発生する地震が奥飛騨温泉郷中尾において現地有感になる例は、これまでも2011年3月や2014年5月の群発地震の際にも認められており、今回も同様の現象が観測されていると考えられる。中尾地区では気象庁の公式発表震度よりも有意に大きな揺れが観測されていることがあるので注意が必要である。3.焼岳の火山活動との関連焼岳山頂、焼岳中尾峠などに設置してある、温度計、地殻変動、地磁気等の観測データには季節変動以上の異常値は見られず、たとえ変動があったとしても検出限界以下であった。
著者
松本 優作 木崎 速人 池田 裕樹 仲村 昌平 喜納 信也 永井 尭範 那須 隆史 宮本 興治 堀 里子
出版者
公益社団法人日本薬学会
雑誌
日本薬学会第140年会(京都)
巻号頁・発行日
2020-02-01

目的:現在,国家戦略特区の過疎地等で認められている遠隔薬剤指導(オンライン服薬指導)は,オンライン診療と合わせて医療へのアクセシビリティ改善への寄与が期待されている。本研究では,実際にへき地で実証運用されているオンライン服薬指導を利用する患者が感じるその利点や課題点を,インタビュー調査により探索的に検討した。方法:2019年10月に,オンライン服薬指導を受けた経験のある患者を対象として,インタビューガイドに基づく半構造化インタビューを実施した。インタビュー内容は逐語録化し,コーディング,カテゴリ化(<>で示す)を複数の研究者で行い,質的に分析した。結果・考察:対象者の年代は60代が3名,90代が1名,性別は男女2名ずつであった。患者はオンライン診療・服薬指導に関して,<病院・薬局に行かずに薬の入手が可能>,<医療機関が遠い地域での診療の簡便化>といった地理的課題の解消による利点を挙げるだけでなく,<自分の都合で診療時間の設定が可能>,<働き世代の通院に掛ける時間の省略>といった利便性の向上についても実感していた。一方で,<高齢者のタブレット端末の操作の難しさ>が課題点として指摘された。へき地在住者は高齢で独居の場合が多いことから,高齢者を対象としてタブレット端末への抵抗感をなくしたり,操作を支援したりする取り組みが必要であると考えられた。本調査では,オンライン上での医師への相談から受診を勧められ,疾患に気づいた経験をもつ患者がいた一方で,これまで薬剤師との接点がなかったためか,オンライン上で薬剤師に相談した経験をもつ患者は少なかった。今後,へき地でのオンライン服薬指導の有用性を向上させるためには,へき地における医療や健康サポートにおける薬剤師の関わり方についても同時に検討していく必要があると考えられた。
著者
高木 志郎 吉田 雄紀 岡田 真人
出版者
人工知能学会
雑誌
2019年度 人工知能学会全国大会(第33回)
巻号頁・発行日
2019-04-08

Batch Normalizationはニューラルネットワークの学習を高速化,安定化させ,汎化性能を向上させる方法として知られている.しかし,その知名度に比してBatch Normalizationがニューラルネットワークの学習ダイナミクスに与える影響についての理解は依然として不十分である.近年この問題に取り組むいくつかの研究が出てきているが,Batch Normalizationつきニューラルネットワークの学習ダイナミクスを解析的に導出した研究はほとんどない.学習ダイナミクスを導出することはBatch Normalizationが学習にどのような影響を与えているかについて理解する上で重要であるため,我々は統計力学的な手法を用いた先行研究を頼りに,Batch Normalizationつき3層ニューラルネットワークの学習ダイナミクスを解析的に導出した.具体的には,Batch Normalizationありのニューラルネットワークについて,系の大域的な挙動を表すオーダーパラメータの微分方程式を導出した.
著者
劉 春艶 尾崎 未空 小暮 駿太 鈴木 玲雄 宮田 侑季 角 英樹 浅野 早苗 梶川 博 高橋 慶
出版者
公益社団法人 日本畜産学会
雑誌
日本畜産学会第125回大会
巻号頁・発行日
2019-03-12

【目的】食品加工の過程で発生するダイコンとパイナップルの残渣は,高利用性飼料としての特性が期待される.本試験では両残渣の消化・発酵特性をイビトロ法により評価した.【方法】両残渣(ダイコン,パインと表記)の化学成分と併せて抗酸化能(FRAP)や硝酸Nを分析した.フィステル装着牛のルーメン内で経時的に培養するインシチュ法により消化パラメータを求めた.また嫌気的バッチ培養により経時的な発酵特性を測定した.対照飼料としてイタリアンライグラス(IRG)とコーンを用いた.【結果】飼料成分(OM,CP,NDP,%DM)ダイコンが89,9,34で,パインが95,7,60であり,FRAPがそれぞれIRGの0.7倍と3.4倍であった.DMのインシチュパラメータ(aとb%DM,kd%/hr)はダイコンで94,6,7.0,パイン20,68,4であり,ダイコンで溶解性が高く,パインでコーンと類似の反応を示した.発酵特性(総ガスとVFA)はコーンと比べてダイコンが同等の,パインが多少低い傾向を示した.ダイコンはメタン産生を強く抑制し,培養初期に乳酸産生を示した.
著者
植田 勇人 吉村 靖 鹿野 ゆう
出版者
日本地球惑星科学連合
雑誌
JpGU-AGU Joint Meeting 2017
巻号頁・発行日
2017-03-10

高圧変成岩塊を含む蛇紋岩メランジは,プレート境界で形成され上昇してきたと考えられる.しかし,プレート境界でどのような構造を持っていたか,それは地表まで上昇する間に保存されているのかは,充分に検討されていない.本発表では,北海道神居古潭帯の三石蓬莱山蛇紋岩メランジの産状観察に基づき,その形成過程を考察する.蓬莱山メランジは,角閃岩類やアンチゴライト蛇紋岩,塊状の蛇紋岩~かんらん岩のブロックを多産する.ざくろ石角閃岩から見積もられるピーク変成条件はおよそ650℃ 1.1 GPaと,沈み込み帯としてはかなり高温な部類に属する.当メランジは,ボニナイトを伴う160 Maの軍艦山オフィオライトの構造的下位に隣接するため,角閃岩類は高温ウェッジマントル下に沈み込んだスラブの断片と推察される.以下に,産状や組織観察から推定される形成過程を記す.ステージ1(緑簾石角閃岩相):ウェッジマントル下に緑簾石角閃岩化したスラブが沈み込む.変形はスラブ(緑簾石角閃岩)に集中し片理を形成したが,かんらん岩はほとんど変形しなかった.ステージ2(緑簾石曹長石角閃岩相):角閃岩は部分的に後退変成を受ける.かんらん岩にはアンチゴライトの脈が生じたほか,部分的に塊状アンチゴライト岩となる.角閃岩には網状剪断面が生じ,ブロック化が進行.角閃岩に外接するかんらん岩を置換して,アクチノライト岩が生じる.かんらん岩中にもアンチゴライト片岩やトレモライト岩の網状剪断面が形成される.この時期はかんらん岩や角閃岩の内部はほとんど変形せず,反応縁やこれを起源とする網状剪断面沿いに歪が集中した.ステージ3(青色片岩相):角閃岩中にアルカリ角閃石が生じる.この時期のかんらん岩の状態は不明.角閃岩は変形しなかった.コヒーレントな青色片岩ユニットが底付けし,メランジは既にスラブから離れていたと推定される.ステージ4(極低変成度):かんらん岩が低温蛇紋石化.角閃岩ブロックの周縁部は低温の反応縁を生じる.かんらん岩は低温蛇紋石化し,塊状のブロック部と葉片状の剪断帯(現在の基質)に分化.各ステージでの岩石組織から,主要な歪を担ったのは,ステージ1では角閃岩,2ではアクチノライト岩やアンチゴライト片岩,3?~4では蛇紋岩と考えられる.ステージ1~2では,かんらん岩や角閃岩の岩塊ないしスラブが,薄い反応縁起源の剪断帯(アクチノライト岩)を介してスタックした構造をとっていたと推定される.蛇紋岩を基質とする現在の姿はプレート境界で形成されたものではなく,上昇・冷却後の二次的な特徴と思われる.
著者
和泉 潔 坂地 泰紀
出版者
人工知能学会
雑誌
2019年度 人工知能学会全国大会(第33回)
巻号頁・発行日
2019-04-08

本研究では、経済・金融に関わる事象の因果関係を、経済テキストデータから抽出したデータベースから連鎖的に検索するシステムの紹介をする。本システムにより、ユーザが入力したイベントからの経済的な波及効果を推論したり、ニュース記事からの因果チェーンをたどった関連銘柄の提示などのサービス応用のアイデアも紹介する。
著者
三輪聡子 小野田亮介 秋田喜代美
出版者
日本教育心理学会
雑誌
日本教育心理学会第58回総会
巻号頁・発行日
2016-09-22

問題と目的 学校における教育は,教師と児童・生徒間のみならず,子どもたちの家庭での姿を知る保護者と連携しながら進められる必要がある。その点で,教育は学校に閉じた場ではなく,学外にも開かれた場であるべきだといえるだろう。実際に,小学校学習指導要領(文部科学省,2008) の総則においても,「2(12)学校がその目的を達成するため,地域や学校の実態等に応じ,家庭や地域の人々の協力を得るなど家庭や地域社会との連携を深めること」と明記されており,保護者との連携の重要性が示されている。教師と保護者が有意義な連携をはかっていくには,教師・保護者間での教育観の共有が必要になる。そのため,日々の学校教育を通して,教師が保護者に自身の教育観を伝えることは,学校教育の質を高める上でもきわめて重要な活動となる。 そこで本研究では,教師の「教育指針」に焦点を当て,初任の小学校教師が自身の教育指針を保護者といかに共有していくかについて明らかにする。そのために,本研究では,教師が保護者宛てに発行する「学級通信」に着目した検討を行う。学級通信は保護者に向けた単なるお知らせではなく,児童の様子や教師の教育指針が含まれている(鈴木,2012)。学級通信に示される内容に着目することで,保護者に示される教師の教育指針の変化についてミクロに捉えることが可能となる。方 法対象 小学校1年生の学級(32名)を担任した20代の初任男性教員1名を対象とし,その1年間に発行された学級通信の内容(全72号)を分析対象とした。なお,本研究が焦点をあてた教師は,1ヶ月に平均6通の学級通信を作成していた。分析の枠組み 学級通信から,教師が自身の教育観や信念に言及している箇所を「教育指針の提示部分」として命題単位で抽出した。そして,それらの記述を(1)目指す児童・学級の在り方に関する「児童・学級に関する指針」,(2)保護者への願い・依頼である「保護者に関する指針」,(3)目指す教師自身のあり方に関する「教師に関する指針」の3カテゴリに分類した。結果と考察全体的特徴 カテゴリごとの提示数をTable 1に示す。全体的傾向としては,児童に関する提示数が最も多く,保護者や教師に関する指針の記述は少ない傾向が認められた。教育指針の提示傾向 月ごとの教育指針の提示数から(Figure 1),新学期が始まった翌月の5月と,夏休みが終了した翌月の9月に相対的にみた提示数の頻度が高くなっていることが確認された。すなわち,教師は児童が家庭から学級に移行・参入した時期を一定期間看取り,その翌月に児童・学級に関する教育指針(例:結果だけでなく過程を自分で褒められるようにしたい)を多く打ち出していることが示された。また,少数ではあるが5月と9月は保護者に関する指針(例:授業参観ではなく授業参加してほしい)も確認されることから,家庭から学級への移行に際して,教師は保護者に向けても教育指針を強調する学級通信を刊行していたことが示唆された。 一方,教師の指針に関しては,一年の終盤に提示が確認されるにとどまった。この点について,教師は「はじめから自分の想いは前面に出さなかったと思います。…もっと関係性ができてから出すようになりました。」と述べており,保護者との信頼関係を構築しながら,自身の教師としての在り方を明確化し,それを共有していたことが推察される。以上より,教師は保護者との関係性構築を通して,自身の専門性を深め,共有するようになっていたと考えられる。
著者
松本 徹 Dennis Harries 仲内 悠祐 浅田 祐馬 瀧川 晶 土山 明 安部 正真 三宅 亮 中尾 聡 Falko Langenhorst
出版者
日本地球惑星科学連合
雑誌
日本地球惑星科学連合2018年大会
巻号頁・発行日
2018-03-14

硫化鉄はコンドライトや彗星塵などの初期太陽系物質に遍く含まれているが、星間空間や星周環境でのFeやSの存在形態はよく分かっていない。星間空間では固相の硫化鉄がほとんど確認されず、その原因として星間イオンの照射による硫化鉄の破壊機構が提案されている[1]。一方で、S型小惑星表面では硫黄のみが顕著に少ないことが報告されており、これは太陽風(太陽から飛ばされる荷電粒子)の照射や微小隕石衝突による硫化鉄からの硫黄の消失が原因であると推測されている[2]。こうした宇宙空間に曝された物質の変成作用を広い意味で宇宙風化と呼ぶ。銀河におけるFeやSの進化を解明する上で、宇宙風化が引き起こす硫化鉄の変成を具体的に理解することは重要である。小惑星イトカワから回収したレゴリス粒子は宇宙風化の痕跡が保存され[3]、月レゴリスに比べて硫化鉄を豊富に含む。そこで本研究ではイトカワ粒子の観察から、これまで報告が乏しかった硫化鉄の宇宙風化組織を記載し、その変成過程を明らかにすることを試みた。まず、宇宙科学研究所にて走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて硫化鉄を含む11個のイトカワ粒子に対して、troilite(FeS)に注目して表面の観察を行った。その後2つの粒子に対しては、さらに集束イオンビーム装置(FIB)を用いて粒子の一部から厚さ約100nmの切片を切り出し、透過型電子顕微鏡(TEM)で切片の観察を行った。イトカワ粒子表面の観察の結果、ブリスター(水ぶくれ状の)構造がtroilite の表面に見られた。これらは粒子表面が太陽風照射を受けた証拠である[3]。一方で一部のtroilite表面はいびつで、ウィスカー状の組織がその表面から伸びていた。ウィスカーの幅は50nm-500nm、 高さは50nm-2μm 程度であった。ウィスカーは密集する領域で約500nmから1μm の間隔で存在した。TEM観察の結果troilite表面のウィスカーはα鉄であり、その伸長方向は低指数の結晶軸方向におよそ一致することが分かった。ウィスカーが発達しているtroiliteの表面下にはバブルで満ちた深さ90 nm程度の結晶質の層が存在し、ウィスカーはその最表面から発達していた。イトカワ粒子のバブル層は、太陽風の主要な構成イオンであるHイオンとHeイオンの蓄積に伴うH2・Heガスの発生により形成したと考えられる。本研究ではイトカワ粒子と比較するために硫化鉄への太陽風照射を模擬したH+照射実験も行なっており、同様のバブル構造が再現されている。イトカワ粒子表面のα鉄の存在は硫黄原子が粒子表面から失われたことを示唆している。その過程としては、硫黄の選択的なスパッタリングを引き起こす水素よりも重い太陽風イオンの打ち込み[4]や、バブル内部の水素ガスと硫化鉄との還元反応[5]などが考えられる。イトカワの近日点(0.95AU)での放射平衡温度(約400K)下において、硫化鉄中の鉄はウィスカー間の1μmの距離を10年程度の短い期間で拡散できるため[6]、鉄原子はtroilite中を拡散してウィスカーに十分供給される可能性がある。ウィスカーが低指数方向に成長していることは、成長方向を軸とする晶帯面のうち表面エネルギーの低い低指数面で側面を構成できるので、ウィスカーの表面エネルギーを最小化した結果であると考えられる。Feウィスカーの形態は、Ag2Sから発生するAgウィスカーやその他の様々な金属めっき表面で成長するウィスカーに類似している。それらの成長機構として提案されているようにtroiliteの内部応力に関連した自発的な成長[7]によってウィスカーが形成したのかもしれない。[1] Jenkins (2009) et. al. ApJ.700, 1299-1348. [2] Nittler et al. (2001) MAPS. 36, 1673-1695. [3] Matsumoto et al. (2015) Icarus 257, 230-238. [4] Loeffler et al. (2009) Icarus. 195, 622-629. [5] Tachibana and Tsuchiyama (1998) GCA. 62, 2005-2022. [6] Herbert et al. (2015) PCCP. 17, 11036-11041. [7] Chudnovsky (2008) 48th IEEE Conf., 140-150.