隕石中に閉じ込められたCO2に富む液体の水を世界で初めて発見 －太陽系形成時に誕生した小天体がその後の木星の軌道変化に伴なって移動した証拠－

　三宅亮 理学研究科准教授、土`山明 立命館大学教授らの研究グループは、X線ナノCTおよび低温下での透過型電子顕微鏡を用いた分析により、炭素質コンドライトと呼ばれる隕石（サッターズミル隕石：Sutter's Mill）の鉱物の中に、鉱物中に閉じ込められた二酸化炭素（CO₂）に富む液体の水（CO₂に富む流体包有物）を世界で初めて発見しました。この流体包有物は太陽系形成時のCO₂を含む氷に由来すると考えられます。

　このような氷は太陽からかなり離れた低温領域（CO₂が氷として存在できるCO₂スノーラインの外側）で形成されたもので、この隕石をもたらした小天体（母天体）自身もこのような低温領域で形成されたと考えられます。この領域は木星の形成領域よりも外側に位置することから、太陽系形成当時にこの隕石が木星の外側ででき、その後の木星の軌道変化に伴なって現在の小惑星帯（木星軌道の内側にある）に移動したという、最近のダイナミックな太陽系形成モデル（理論）の物質科学的な証拠（エビデンス）であると言えます。

　炭素質コンドライトは、初代はやぶさが採取したサンプルとは異なります。一方、はやぶさ２サンプルは炭素質コンドライトあるいはその類似物と考えられており、これから始まるはやぶさ２サンプルの分析においても、同様に液体の水が見いだせる可能性があります。

　本研究成果は、2021年4月22日に、国際学術誌「Science Advances」に掲載されました。

図：サッターズミル隕石の鉱物中のCO₂に富む流体包有物の発見(A） 隕石の走査型電子顕微鏡（SEM）写真。（B）サンプルのX線ナノCT像。（C）方解石中のナノ包有物の透過型電子顕微鏡（TEM）像。（D）CO₂に富む流体包有物を含むナノ包有物（黄色の矢印の先）のTEM像。（E,F）（D）の包有物を含む領域の電子線回折図形。（F）ことから、CO₂とH₂Oの化合物あるいはCO₂の氷の存在がわかった。