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日本惑星科学会誌 Vol. 25, No. 1, 2016

エポックメイキングな隕石たち（その７）：
Acfer 094隕石～初期太陽系微粒子の宝庫～

牛久保 孝行1（要旨）コンドライトという種類の隕石には，微惑星形成以前に原始太陽系星雲に存在した微粒子を初生的な状態で含有しているものがある．こうした隕石は，太陽系初期に存在した微粒子を研究するために欠かせない試料である．サハラ沙漠で発見された Acfer 094 隕石は特にそうした微粒子の保存状態が良く，Acfer094 隕石を用いた研究で新粒子の発見等の多くの新しい知見が得られている．
組織や同位体比を指標として細分化したどの炭素質コンドライトグループにも入らないマイナーな種類の隕

1. はじめに石である．Acfer 094 隕石は，強烈な閃光と轟く爆音
スミソニアン研究所の Glenn J. MacPherson 博士が，を伴いながら地表に落下して多くの人達を驚かせたわ

2007 年に当時私が所属していたウィスコンシン大学

けでも，発見に至るまでの経緯や発見後の数奇な運命WiscSIMS 研究室を訪れた際に「今度，スミソニアンの物語が人口に膾炙したわけでも無い．サハラ沙漠で（博物館）でも Acfer 094 隕石を所有する事になった」

見つかった僅か 82 g の小さな石のつぶては，原始太と嬉しそうに話していたのを良く覚えている．Acfer陽系星雲に存在したダストを殆ど未変成のまま保持し094 隕石（図 1）は Ungrouped 炭素質コンドライトで，ている“極めて始原的”な隕石として注目された．そして，その後の研究で多くの新しい知見が得られたことで，初期太陽系物質を研究する上での第一級の試料と認められるまでに出世した．Acfer 094 隕石は，エポックメイキングというよりは知る人ぞ知る玄人好みの隕石かも知れない．

2. Acfer 094隕石
Acfer 094 隕石は 1990 年にアルジェリア民主人民共和国内のサハラ沙漠，Reg el Acfer 地域（27° 44' N，4°26' E）で発見された，僅か 82g の小さな隕石試料である [1]．南極の氷床上では岩石の露出が無い為に過去
図1： Acfer 094隕石薄片の実体顕微鏡写真．白から明るい褐色の様々な形をした包有物がコンドルールとCAI. 殆ど不透
明の黒い部分は数ミクロン以下の微粒子が集積しているマトリックス．大小の割れ目に添って細粒の風化生成物が沈着し，コンドルールが褐色がかって見える傾向がある．写真の横幅は約15mm．
1. 海洋研究開発機構 高知コア研究所
ushikubot@jamstec.go.jp■2016遊星人Vol25-1_1校.indd

8に落下した隕石を効率よく発見出来る事が広く知られるが，砂沙漠（すなさばく）地域も同じ理由で隕石を効率良く発見できる事から，1990 年代後半からアフリカ北部やアラビア半島，中国内陸部等の砂沙漠地域で隕石発見の報告が数多くされるようになっている [2]．
Acfer 094 隕石は，記載と分類が行われる過程で炭素

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3.1

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プレソーラー珪酸塩粒子の発見

プレソーラー粒子は，赤色巨星や超新星で形成された星間塵が初生の特徴を保持したまま隕石等の惑星物質試料中に存在している粒子の事で，太陽系物質の起源や形成当時の周辺環境の情報を得るための貴重な試料である．隕石に酸処理等を施して取り出せるダイヤ
モンドや SiC，Al2O3 等の酸化物のプレソーラー粒子は早くに発見されていたが，固体物質の大部分を占める珪酸塩の組成を持つプレソーラー粒子が見つけられず に い た．2004 年 に Nagashima et al. [7] と Nguyen
図2： コンドルールの顕微鏡写真．透過光と反射光を組み合わせて撮影．細かい割れ目に添って網目の様に沈着物が分布している．透過光では割れ目のある部分は沈着物のせいで褐色がかって見える．隕石オリジナルの鉱物が変質しているわけでは無い．写真の横幅は約1.5mm．

and Zinner [8] がそれぞれ独自の酸素同位体比イメージング手法を用いて，Acfer 094 隕石のマトリックスから（[7] では NWA 530 という隕石からも）プレソーラー珪酸塩粒子を発見した．少し遅れて別のグループもAcfer 094 隕石での発見を報告している [9]．隕石中の質コンドライトの CM グループと CO グループの両方

プレソーラー珪酸塩粒子の探索に際して，Acfer 094の特徴を併せ持つ風変わりな隕石である事が明らかに隕石の始原的な特徴が高く評価され，最新の分析技術なった [3]．さらに，ケイ酸塩鉱物の Fe/Mg 比の分散と多くの努力が Acfer 094 隕石の分析に向けられた事が大きく，熱変成による組成の均一化の傾向が見られが窺い知れる．発見された粒子はオリビン，パイロキない事，細粒のマトリックスと呼ばれる部分に非晶質シン，非晶質珪酸塩相等と多様で，これらの典型的な珪酸塩が見つかる一方で，含水鉱物は殆ど含まれず水大 き さ は 約 200 nm で マ ト リ ッ ク ス 中 の 濃 度 は 200質変成の影響も見られないという特徴を持つ．これら

ppm であった．の事から，原始太陽系星雲を漂っていた微粒子が隕石

今日では他の隕石にもプレソーラー珪酸塩粒子があ母天体に集積した後も極めて始原的な状態で保存される事が明らかになり，中には Acfer 094 隕石に匹敵すている隕石である事が明らかになった [3,4]．その後のる含有量を示す隕石も報告されている [10]．また，成研究から，これまで見つかったコンドライトの中では層 圏 で 回 収 さ れ た CP-IDP（Chondritic Porous Inter-

母天体での熱変成の影響が最も少ない隕石であると考

planetary Dust Particle：コンドライト的な組成を持ち，えられている [5,6]．

細粒な無水珪酸塩や有機物からなる地球外起源の微粒

但し，Acfer 094 隕石は地表へ落下後に沙漠の過酷

子．大きさは 10 μm 程度で，成層圏を飛行する特殊なな環境に晒されていたため，部分的に風化作用の影響航空機で採取される）や Stardust 探査機で持ち帰られがみられる．Acfer 094 隕石の薄片を見ると，細かいた試料などの彗星由来の試料の方が，プレソーラー珪割れ目にそって細粒の風化生成物が沈着して褐色がか酸塩粒子を多く含む（最大で 15,000 ppm）事が判ってって見える部分があり（図 2），何とも残念である．

いる [11]．しかし，含有濃度は高くても一つ一つの大3. 原始太陽系星雲のダストに関する二つの重要な発見

きさが 100 μm にも満たない彗星由来の試料と異なり，Acfer 094 隕石試料ならば多くの研究者が同質の試料を研究する事が出来る．プレソーラー珪酸塩粒子と太ここでは Acfer 094 隕石の価値を決定的に高めた二陽系物質の起源の解明に向けて，データの多様化と分つの発見について紹介する．これらの発見には多くの析技法及び議論の高度化を進めて行く上で，Acfer日本人研究者達が決定的な役割を果たした事は特筆に094 隕石は重要な役割を果たし続けて行くに違いない．

値すると思われる．

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3.2

べる事が出来るようになった．

宇宙シンプレクタイト（COS）の発見

COS は隕石母天体の変成作用に極めて弱いらしく，

Acfer 094 隕石のマトリックスからは，宇宙シンプ

他のコンドライトでは存在が確認出来ずにいたが [15]，レクタイト（COsmic Symplectite, COS）
（図 3）という最近になって MIL 07687 という炭素質コンドライト変わった粒子も見つかっている [12,13]．COS は磁鉄鉱から COS に似た粒子が発見された [16]．その粒子は酸（Fe3O4）と鉄・ニッケルの硫化物（Fe5 . 7Ni3 . 3S8）が nm

素同位体比異常の大きさや化学組成で Acfer 094 にあスケールで複雑に入り組むシンプレクタイト組織を持る COS と違う点があり，その解釈はまだ未確定である．

つ，大きさが数μm 程度の不定形の粒子である．酸素

この後続の研究を端緒として，Acfer 094 以外の隕石

16の 3 つの同位体（ O,17O,1816O）のうち， O だけが極端17に欠乏した特異な酸素同位体比を持っている（δ O ～18δ O ～ +180‰，図 4）[12]．図 4 は酸素 3 同位体比の図181718161716からより多くの COS に似た粒子が見つかるようになり，粒子の起源や母天体の変成作用の影響，原始太陽系星雲の水成分の同位体比の違いの有無について議論

で，δ O とδ O はそれぞれ O/ O と O/ O の標準
ii16
海水の値（VSMOW）からの差を表す ［δ O＝︷( O/ O)/が発展して行く事が期待される．

(iO/16O)VSMOW － 1︸× 1000( ‰ )］．殆どの地球物質は傾4. ����ー���A����の�献

き 約 0.52 の Terrestrial Fractionation（TF）line 上 に 分布する．地球外物質は TF 線とは異なる傾き約 1 の線

Acfer 094 隕石の始原的な特徴は，プレソーラー粒上に分布する傾向がみられる．珪酸塩鉱物の多くは子の様なマトリックス中の極微細な物質の研究ばかり

CAI を端成分とする様に TF 線の下側に分布する．こでなく，他のコンドライトにも普通に存在するコンドれに対して，COS の酸素同位体比は CAI とは逆の TF

ルール
（図 2）
や CAI
（Ca-, Al-rich Inclusion）等の大きな線の上側，しかも同じ傾き約 1 の線上に分布する．こ包有物の研究にも役立っている．大きな包有物にも変うした酸素同位体比分布の議論については本誌の過去成の影響を受けやすいμm スケールの多重の層構造やの論文 [14] に詳しい．COS は金属あるいは硫化物粒子
が原始太陽系星雲中に存在した H2O と反応して出来たと考えられ，特異な酸素同位体比は水の同位体組成を反映していると解釈されている．水は揮発性も反応性も高いために，隕石母天体に集積しても脱ガスや周囲の物質との反応で初生の同位体比は簡単に失われてしまう．COS という水との反応生成物が発見された事で，原始太陽系星雲にあった水成分の同位体比を調CAI

図3： COSの反射電子画像．シンプレクタイト組織は細粒すぎるため，走査電子顕微鏡による観察ではのっぺりした粒子に見える．画像の横幅は約60μm．

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図4： Acfer 094隕石のコンドルールの酸素同位体比データ（濃赤：オリビン，淡橙：パイロキシン）とCOS，CAIとの関係．TF（Terrestrial Fractionation line）は 地 球 物 質 の 典型 的 な 同 位 体 分 別 線，CCAM（Carbonaceous Chondrite
Anhydrous Mineral line）とY&R（Young and Russell line）
はコンドライトの無水珪酸塩について提唱されている相関
直 線．PCM（Primitive Chondrule Minerals line）がAcfer
094隕石のコンドルールのデータの回帰直線．COSは[12]の点分析データを引用．（[17]の図に加筆修正）

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非晶質珪酸塩を含む構造があり，その部分が隕石母天究の起点として，そして複雑なデータを解釈する上で体での変成作用の影響を受けていない事を明確に否定の基準として，Acfer 094 隕石は抜群の存在感を示しするのは難しい場合がある．Acfer 094 隕石であれば， ている．
マトリックス中の Sub- μm の粒子が初生情報を保持している事から，コンドルールや CAI のμm スケールの謝 辞

構造も初生情報を保持している事が期待される．
例えば Acfer 094 隕石のコンドルールの結晶と非晶木村眞博士，野口高明博士，岡崎隆司博士からこの質部分の酸素同位体比を調べる事で，コンドルールを原稿を執筆する機会をいただきました．伊藤正一博士形成した珪酸塩メルトの酸素同位体比には幾つかの特には原稿を読んでいただきました．この場を借りて感徴的な値が見られる事，しかもその酸素同位体比とメ謝いたします．

ルトの酸化還元状態に強い相関がある事が初めて明らかになった [17]．類似の特徴は他の炭素質コンドライ

参考文献

トや彗星試料のコンドルールでも見られる事から [18]，コンドルール形成期に原始太陽系星雲内でダストと水[1] Meteoritical Bulletin, No.71.の濃集に伴う酸素同位体比の変動が起きた，あるいは[2] Meteoritical Bulletin Database (http://www.lpi.usra.

濃集の結果としてコンドルール形成が起きた，その記

edu/meteor/metbull.php)録を留めていると考えられる．また，図 4 が示す通り，[3] Newton, J. et al., 1995, Meteoritics 30, 47.

Acfer 094 隕石のコンドルールの酸素同位体比データ[4] Greshake, A., 1997, Geochim. Cosmochim. Acta 61,

16の回帰直線（PCM 線）を外挿すると，CAI（ O に富む16成分）と COS（ O が欠乏した成分）の両端成分の分布域とピタリと重なる．この事は，コンドライト母天体に集積した原始太陽系星雲中の微粒子の酸素同位体比の変動が，CAI と COS が代表するガスもしくはダス

437.
[5] Grossman, J. N. and Brearley, A. J., 2005, Meteorit.
Planet. Sci. 40, 87.
[6] Kimura, M. et al., 2008, Meteorit. Planet. Sci. 43,1161.

トと水の端成分の混合によって引き起こされていた事[7] Nagashima, K. et al., 2004, Nature 428, 921.

を示していると考えられる．

[8] Nguyen, A. N. and Zinner, E., 2004, Science 303,1496.

5. ��に[9] Mostefaoui S. and Hoppe, P., 2004, Astrophys. J. 613,
L149.

Acfer 094 隕石は始原的な炭素質コンドライトではあるが，有機物の先駆的研究は連載第 6 回で紹介され[10] Trigo-Rodriguez, J. M. and Blum, J., 2009, Publ.
Astron. Soc. Aust. 26, 289.

た Murchison 隕石等の他の隕石試料で行われている．

[11] Floss, C. et al., 2013, Astrophys. J. 763, 140.

その理由には，総量が 82 g と少なく炭素濃度も高く[12] Sakamoto, N. et al., 2007, Science 317, 231.

ない事
（炭素質コンドライトの分類に炭素濃度は関係[13] Seto, Y. et al., 2008, Geochim. Cosmochim. Acta 72,無い）の他に，沙漠での風化作用で有機物が変質してしまっている事がある [19].
コンドライトは異なる起源を持つ物質が集まった原始太陽系星雲起源の堆積岩であり，研究対象やその成果は一つの結論に収斂するというよりはそれぞれが個別に発展して行く傾向が強く，隕石がもたらしたインパクトを全体として理解するのは難しい．しかし，Acfer 094 隕石での研究が端緒となって他の隕石試料にも展開して発展した研究例が示す通り，挑戦的な研■2016遊星人Vol25-1_1校.indd

112723.
[14] 坂本直哉, 2009, 遊星人 18, 25.
[15] Abe, K. et al., 2009, Meteorit. Planet. Sci. Suppl. 72,5042.
[16] Nittler, L. R. et al., 2015, Lunar Planet Sci. Conf. 46,#2097.
[17] Ushikubo, T. et al., 2012, Geochim. Cosmochim. Acta90, 242.
[18] Nakashima, D. et al., 2012, Earth Planet. Sci. Lett.

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日本惑星科学会誌 Vol. 25, No. 1, 2016357-358, 355.
[19] Alexander, C. M. O’D. et al., 2007, Geochim.
Cosmochim. Acta 71, 4380.

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