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日本惑星科学会誌 Vol. 27, No. 1, 2018

エポックメイキングな隕石たち（その12）：～ Monahans（1998）とZag ～太陽系最初期の水を取りこんだ岩塩を持つ隕石
馬上 謙一

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2017年12月20日受領，査読を経て2018年1月30日受理．

（要旨）Monahans（1998）と Zag は 1998 年に地球に落下した普通コンドライトである．これらの隕石には岩塩であるハライト（Halite : NaCl）が含まれており，そのハライト中には水を主成分とする流体包有物が存在していた．そのため，小惑星帯に存在する天体の水の起源を考える上で非常に興味深い試料として，様々な研究がなされてきた．これらの二つの隕石の岩石的な特徴と年代学的な研究，及び，ハライトの成因について紹介する．

1. はじめにMonahans（1998）（以下 Monahans）は 1998 年 3 月 22日にアメリカ，テキサス州西部モナハンズに 2 つの火球として落ちてきた．共に回収され，それぞれ 1.34
kg，1.24 kg だ っ た [1]． 一 方，Zag は 1998 年 8 月 4-5
日ごろに，西サハラからモロッコにかけて隕石シャワーとして降りそそぎ，現在までに 175 kg が回収されている [2]．Zag の名前はモロッコのアサ・ザグ州に由来する．
これらの隕石が一躍注目を浴びたのは，Monahans隕石中にハライト（NaCl）を含み，そのハライト中に水が発見されたからである [3]．その後，Zag からも同様のハライトが発見された [4]．これらふたつは共に H
コンドライトの角礫岩であり，天体表層での衝突・混

図1： Zagのチップ写真．白っぽい明岩片と黒色の暗マトリクスが分布している．

合過程を反映した様々な岩相が見られる．図 1 に示すに分類されるため，隕石全体としてもタイプ H5 に分ように，大別すると白っぽい岩相と黒っぽい岩相が存類される [3]．一方で，Zag を構成する岩片の岩石学的在することが分かる．

タイプは 4 から 6 とさまざまであるため，隕石全体としては H4-6 と表記される [5]．Zag は，45 ％ほどを占2. 岩石学的タイプとハライトの特徴

め る 白 っ ぽ い 砕 屑 岩 片 [light-colored metamorphicclast（明岩片）]，50 % ほどを占める黒っぽいマトリク

これらの隕石は H コンドライト隕石の角礫岩であス [clastic matrix（暗マトリクス）]，5% を占める黒いる．Monahans を構成する岩片（クラスト）は全て H5

砕屑岩クラスト [dark clast（暗岩片）]，ごくわずかの1. 北海道大学大学院理学研究院
bajo@ep.sci.hokudai.ac.jp

インパクトメルト岩片（impact-melt-rock clast）
からな
る [5]．ハライトはこの中の暗マトリクスから発見さエポックメイキングな隕石たち その12 〜Monahans（1998）とZag〜太陽系最初期の水を取りこんだ岩塩を持つ隕石／馬上41れた [3-5]．Monahans と Zag の全岩希ガス同位体分析

こ れ ら ふ た つ の 隕 石 の 宇 宙 線 照 射 [Cosmic-rayから，太陽風起源希ガスが捕獲されていることが分か

exposure（CRE）]履歴はレゴリス角礫岩であるため複った [6, 7]．太陽風起源希ガスは特に暗マトリクスに雑である．CRE 起源 Ne 量はともに明岩片よりも暗卓越していた．太陽風起源希ガスが捕獲されているとマトリクスの方が圧倒的に多い [6, 7]．これは母天体いうことは，これらの角礫岩は母天体存在時にレゴリから放出され地球に落下するまでの期間，つまり隕石スとして母天体表層に存在していたということを示しとして宇宙空間に存在した期間生成された CRE 起源ている．

ネオンに加え，母天体表層（天体表面から数 m より浅21

Monahans にはハライトに伴い，シルバイト（KCl）い）において当時の宇宙線との核反応によって生成さが存在していた [3] が，Zag にはシルバイトは認められ た， レ ゴ リ ス と し て 存 在 し た 期 間 に 生 成 さ れ たれなかった [5]．いずれの隕石中のハライトも，色はCRE 起源ネオンが，母天体放出イベント以前より存深い青から紫，大きさは大きいもので数 mm 程度であ在していたためであると考えることができる．このる．太陽風，宇宙線などの放射線によってハライト結21

晶内に欠陥が生じ，呈色すると考えられている [8, 9]．

CRE 年代は，明岩片に比べ，短くとも 1000 万年の照また，ハライトには流体包有物が見られ，主成分は水射があったと見積もられている [7]．この CRE 起源ネであった [3]．ハライト中の流体包有物は Zag の方がオンの存在は，暗マトリクスが太陽風起源希ガスを持数多く見られ，これは Zag のハライトが Monahans よつ，つまり母天体表層に存在していたことと調和的なり低温で流体をトラップしたことを示唆している [5]．

結果である．

3. 年代学的な研究

4. 母天体の形成とハライトの成因

Ne 過 剰 量 を も と に， 母 天 体 で の 暗 マ ト リ ク ス のこれらのレゴリス角礫岩は一般的な H コンドライ

上記の岩石学的な特徴と年代学的な特徴を組み合わ

トと同じく，太陽系形成直後の 45-46 億年前に形成させてこれらの隕石の母天体とハライトの成因を考えてれたと考えられている [3, 7, 10]．Monahans の Ar-Ar

みる．母天体形成年代が 45.3 億年 [7] とすると，母天年代は暗マトリクスで 43.8 ± 1.0 億年，明岩片は 44.4±

体集積後に短寿命核種崩壊による天体内部での加熱に

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0.6 億年であった [7]．しかしながら， Ar/ Ar 比で示より，H4-6 程度に対応する熱変成が 200 － 1000 万年される年代スペクトルは複雑で，おそらく角礫化過程程度の期間で起きた [11, 12]．その後，多重の小天体での衝撃変成もしくは熱変成によるものと考えられる． 衝突により，母天体表層での破砕・混合によるレゴリ
また，変成前の，母天体形成年代は Ar-Ar 年代の中でスが形成され，同時に太陽風及び宇宙線に 1000 万年最も古い 45.3 億年と見積もられた [7]．Monahans 中に程度曝された．太陽風を浴びたレゴリスはその後，母存在するハライトの Ar-Ar 年代はホストである角礫天体深くに移動し，上載圧力による続成作用により角岩部分より若干若く，43 億年程度であった [7]．

礫岩になった．最終的に母天体から放出され隕石としZag の Ar-Ar 年代および I-Xe 年代は Whitby らによて地球に落ちてきた．って測定された [10]．Ar-Ar 年代は Monahans よりも一方，ハライトの成因について，Zolensky らは二若く，暗マトリクスが 42.5 ± 0.3 億年，明岩片は 42.9つの可能性を示唆した [3]．一つは，母天体上でハラ± 0.3 億年であった．また，ハライト 2 試料を測定しイトの析出した可能性，もう一つは，H コンドライトたところ，40.3 ± 0.5 億年及び 46.6 ± 0.8 億年であった． 母天体外からの供給であり，具体的には塩を含むようそして同じハライト試料の I-Xe 年代を行ったところ，な氷天体からもたらされた可能性である．ハライトのその年代はともに 45.62 億年であり，ホストの岩相よ流体包有物中には二価のカチオン（Fe ，Mg ，Caりも古い年代を示した．この古い I-Xe 年代はハライなど）が存在している [5] ことから，なんらかの熱水がトが Zag 母天体形成より以前（もしくは同時期）に生ま鉱物を溶かしたことが示唆される．そのようなカチオれ，その後 I-Xe 系は擾乱されていないことを示唆しンを含む熱水が母天体上で”水たまり”を形成し，そこている．

でハライトが析出しつつ流体をトラップしたと考える

2+2+2+

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ことができる．この場合，流体包有物を含むハライト

互いに少しずつ異なることからペア隕石ではなさそうの形成は熱水反応（含水珪酸塩の脱水反応だとするとである．コンドライト母天体の水の起源は，地球の水

およそ 500 ℃ [13]）も 100 ℃以下の低温で起こらなけれの起源にもかかわる可能性のある重要な情報である．

ばならない [3, 5] ため，ハライト形成と鉱物 - 熱水反応

また，ハライトの形成年代とホストの岩相の年代の関とは異なる領域で起きたはずである．

係は，流体の形成順序を考える上で必要不可欠である．

ハライトが母天体などの含水鉱物を含む天体で形成共に，より詳細な研究が行われ，コンドライト形成領したとすると，ハライト及び流体包有物の起源は母天域での水の挙動とその歴史が解き明かされることが期

体形成時に含水ケイ酸塩が脱水した際に放出された熱待される．

水であると考えられる．H コンドライト母天体の場合，ほぼ現存しない含水鉱物が H コンドライト母天体に謝 辞存在しなければならない．また，ハライト形成がその後の角礫化のステージと関係ないとするならば，なぜ，本稿を執筆するにあたり，建設的な意見をいただい暗マトリクスからのみしかハライトは見つからないのた中嶋大輔氏，岡崎隆司氏，野口高明氏，山口亮氏にか．上記二つの矛盾と疑問は，流体包有物の水が H コ感謝申し上げます．

ンドライト母天体起源でなく C コンドライトなど他の母天体起源と考えればうまく説明できる．

参考文献

含水鉱物を多量に含む C コンドライトの一つである
CI や CM コンドライト的な天体や氷が主成分の彗星などがハライト中の水の起源ならば , 水の水素・酸素同位体組成はその起源を判別する極めて有用な指標になる．それぞれの隕石・彗星は水素・酸素同位体組成[1] Meteoritical Bulletin No. 82, 1998, Meteoritics &Planetary Science 33, A221.
[2] Meteoritical Bulletin No. 83, 1999, Meteoritics &Planetary Science 34, A169.

が異なる [14 and references therein] ことから区別す[3] Zolensky, M. E. et al., 1999, Science 285, 1377.

る こ と が で き る．Yurimoto ら は Monahans と Zag の[4] Zolensky, M. E. et al., 1999, Meteoritics & Planetary

流体包有物の水素・酸素同位体分析を試みた [14]．流体包有物を研磨により試料表面にむき出しにすることができないため，真空の試料室内で，流体が凝結するように試料を冷やしながら（-190ºC），一次イオンで数十μm 掘り進めた後，同位体分析が行われた．同位体分析の結果，H コンドライト母天体起源の酸素と彗星起源の酸素の成分が混ざったような同位体比を示し，これはそれぞれの成分の非平衡な流体包有物への取り込みを示唆しているのかもしれない．いずれにせよ，
水の起源は H コンドライト母天体だけでなく，炭素質コンドライトや彗星などの他天体起源の水も混ざっているらしい．

Science 34 (Supplement), A124.
[5] Rubin, A. E. et al., 2002, Meteoritics & Planetary
Science 37, 125.
[6] Schultz, L. and Franke, L., 2004, Meteoritics &Planetary Science 39, 1889.
[7] Bogard, D. D. et al., 2001, Meteoritics & Planetary
Science 36, 107.
[8] Chang, F-R. et al., 1996 in Rock-Forming Minerals,369.
[9] Nassau, K., 1983, in The Physics and Chemistry ofColor.
[10] Whitby, J. et al., 2000, Science 288, 1819.
[11] Huss, G. R. et al., 2006, in Meteorites and the Early

5. おわりに

Solar System II, 567.
[12] McSween Jr., H. Y. et al., 2002, in Asteroids III, 559.

Monahans と Zag という，レゴリス角礫岩中にハライト（及びシルバイト）結晶を含む隕石の特徴とその成因を紹介してきた．これら二つの隕石は非常によく似た特徴を持つが，ハライトの特徴や年代学的特徴がお[13] Lipschutz, M. E. et al., 1999, Proc. NIPR Symp.
Antarct. Meteorites 12, 57.
[14] Yurimoto, H. et al., 2014, Geochem. J. 48, 549.