外周メインベルト小惑星と炭素質コンドライト母天体の離層形成と分化

小惑星の反射スペクトルを見るとメインベルトの外側の小惑星は遥かに寒い場所で形成された天体が混じっている。以下、機械翻訳。
外周メインベルト小惑星と炭素質コンドライト母天体の離層形成と分化
2021年12月19日に提出
小惑星の揮発性組成は、太陽系の歴史と地球の揮発性物質の起源に関する情報を提供します。波長＜2.5μmの波長で近赤外線観測に見える人は、地球上の揮発性元素と同位体の類似性を示す炭素性コンドライト隕石(CC)と2.5～4 auに位置する外側のメインベルト小惑星との間の遺伝的リンクを示唆しています。しかし、大きな外側のメインベルト小惑星の最近の長い波長データは、CCに存在せず、現在の距離で安定した材料から容易に形成できないアンモニアリケイ酸塩の3.1 μm吸収特性を示しています。ここでは、AKARI宇宙望遠鏡で収集したデータと水岩反応の水文学、地球化学、スペクトルモデルを組み合わせることで、小惑星の表面材料が3.1μm吸収特徴を持ち、Cは単一の水岩分化された母天体の異なる領域から発生する可能性があることを示しています。アンモニア化されたフィロシリケートは、高い水岩比 ＞4と低温 ＜70℃の下でNH3とCO2を含む分化された体の水が豊富なマントル内に形成されます。CCは岩石が支配するコアに由来し、混乱や輸送プロセスによって隕石として優先的にサンプリングされる可能性が高い。我々の結果は、NH3とCO2のスノーライン(現在 ＞10au)を超えて形成された複数の大きなメインベルト小惑星が現在の場所に輸送される可能性があることを示唆している。地球の高水素対炭素比は、これらの水が豊富な前駆物質の降着によって説明することができる。

図1.モデルと観測された赤外線反射スペクトルの比較。 （モデル
スペクトル。茶色の線：ケース1、T =0◦C、およびW / R = 10。オレンジ色の線：ケース2、T =0℃、およびW / R
= 0.2。青い線：ケース2、T =0℃、およびW / R = 10。シアンの線：ケース3、T =0℃、およびW / R =10.（b）2.7、3.1、および3.4​​ µmの吸収特性を示す小惑星のスペクトル
ケース2モデルと水氷コーティングモデル（Rivkin＆Emery、2010年）。 （c）小惑星のスペクトル
およびCM / CIコンドライトは、2.7 µmの主要な吸収特性を示しています。観測されたスペクトルは
吸収特性を比較するためにスケーリングおよびオフセットされます（補足図1および10を参照してください。
元のスペクトル）。灰色のデータポイントは、臼井らによって定義された大きな不確実性のために信頼できない波長領域を示しています。 （2019）。 3つの吸収機能の位置を強調しました。
赤い領域：2.7 µm（含水鉱物）。青い領域：3.1 µm（アンモニア化フィロケイ酸塩または水氷）。緑の領域：3.4および4.0 µm（炭酸塩）。 AKARI、Dawn、隕石のデータは碓氷からのものです
etal。 （2019）、Ciarniello etal。 （2017）、および補足表4の参照。


図2.AKARIを使用して観測された小惑星の3.1µm吸収の中心と幅
（C-complexおよびD-およびT-typeのそれぞれの灰色の円および四角）W / Rの変更に伴うケース2の変更からの一連の鉱物群との比較（
与えられたW / R値; 0℃モデル）、あるいは、水氷コーティングの線形混合画分
3.1 µmの吸収を欠く小惑星（2パラス）が観測されたモデル（Rivkin＆Emery、2010）
（与えられた水氷コーティングモデルの割合の値を示す紫色の線）。 1-σ分散は
エラーバーで表示されます。 値は補足表1にリストされています。


図3.モデルと観測値の吸収特性の比較。 データ
ポイントは、AKARIを使用して観測されたC型小惑星とD型およびT型小惑星に対応します（塗りつぶし）
灰色の円と四角）、CIとCMの炭素質コンドライト（白抜きのオレンジ色の円、補足表4）。 1-σ分散はエラーバーで表されます。 値は
補足表1にリストされています。線形相関係数とその有意水準は次のとおりです。
R = −0.72およびp = 0.00026であり、どちらも2つの値が（反）相関していることをサポートしています。 The
青い線は、初期W / R入力を変更した0℃でのケース2を表しています（W / R値は図に示されています）。 結晶粒径は、IOMおよびその他の相でそれぞれ0.5および100 µmです。
（粒子サイズの依存性については、補足図11を参照してください）。


図4.関数としての熱力学的モデリングから得られたミネラル量とpH
W / Rの。 （a）ケース1、T =0℃。 （b）ケース2、T =0℃。 （c）ケース3、T =0℃。 （d）ケース2、T =350℃。


図5.（a）変質鉱物の存在量、（b）流体中の溶存元素と化学種の濃度、および（c）ケース2のW / R = 10での流体のその場pHの温度依存性　T =0℃。


図6.（a）初期コア温度、Trock、=の水文シミュレーションの結果（それぞれの場合の流体の速度、ベクトル、および温度のスナップショット）
300◦Cおよび微惑星半径、R、= 500 km、（b）Trock =100℃およびR = 500 km、（c）Trock =300℃およびR = 200 km、および（d）Trock =100℃ R = 200kmです。
白い炎は、2次元グリッドブロックシステムの計算された領域を表します（全長240 km、全長約50 km）。 スナップショットが取られました
シミュレーション開始後、200kmの微惑星では5Myrs、500kmの微惑星では8Myrsでした。 おおよそのW / Rの分布はに示されています
真ん中のパネル。 形成が期待される特徴的な鉱物は、NH4-サポナイトと炭酸塩（高W / Rと低T、緑色）、炭酸塩（高W / Rと高T、
赤）、蛇紋石（低W / Rおよび低T、青）、および非含水鉱物（高W / Rおよび高T、黄色）。 詳細は図4を参照してください。


図7.主に大きなC複合小惑星の形成と進化のシナリオ
ベルトとその炭素質コンドライトとの関係。 ステージ1：降着。 ステージ2：差別化
と変更。 ステージ3：凍結（長さはサイズによって異なります）。 ステージ4：壊滅的な混乱。