日本語要旨

地球の珪酸塩部分の中でも、岩石試料が手に入る範囲（Accessible Silicate Earth, ASE）は大半のコンドライトよりも高い¹⁴²Nd/¹⁴⁴Nd 比を持つ。そのため、地球がこれらのコンドライトから形成したと仮定すると、ASEとコンドライトの¹⁴²Nd/¹⁴⁴Ndの違いを説明する¹⁴²Nd/¹⁴⁴Nd比の低い貯蔵庫が必要となる。このような¹⁴²Nd/¹⁴⁴Nd比の低い貯蔵庫は初期地球でメルトとして形成したと考えられており、Early Enriched Reservoir（EER）と呼ばれている。現在の地球の組成を決める大きな要素であるEERの起源と末路を理解する上で、EERの化学的・物理的性質（例えば密度）を推定することは必要不可欠であるが、未だ十分に理解されていない。

本研究では、EERの主成分元素組成を決定するために、まずEERが持つべきNd同位体比からEERの形成年代と形成時の温度—圧力条件を推定した。この推定はSmとNdの分配の温度、圧力、融解相関係への依存性を考慮して行われた。結果として、EERは太陽系形成から3350万年以内に、上部マントル浅部の圧力におけるソリダス付近メルトとして形成されたと推定された。本研究では次に，未分化カンラン岩の高圧融解実験を行い、EERとなるメルトの主成分元素組成を圧力7GPa、ソリダス温度で決定し、その密度を計算した。推定されたメルトの密度は未分化カンラン岩よりも低く、EERとなるメルトはマントル中を上昇し、初期地球における地殻を形成した可能性が示唆された。冥王代にはマントルのポテンシャル温度が高かったと想定すると、EERとなるメルトは高圧で形成され、その組成はピクライトからコマチアイト質であったと考えられる。本研究で推定されたEERの形成年代は月を形成した最後の巨大衝突よりも早いため、EERであるピクライトからコマチアイト質の地殻は最後の巨大衝突か、その前の巨大衝突の際に地球から剥ぎ取られてしまった可能性が高い。かくして、EERは失われ、現在の地球組成は形成時よりも枯渇していると考えられる。