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ホーム宇宙の実験教室|クレーターの地下構造を調べよう(仙台三高地学部 2002)

HOMEIdeas and resoueces for planetary science experiments|Sendai No.3 Senior High School(2002)

宇宙の実験教室

Ideas and resoueces for planetary science experiments

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クレーターの地下構造を調べよう(仙台三高地学部 2002)

仙台三高地学部がクレーターの形成実験をしました。

仙台三高地学部 クレーターの形成実験 概要 2002.9

  1. 研究目的
    1. クレーターの直径を測る。
    2. クレーターの構造を調べる。

  2. 研究方法
      1. 砂(野蒜海岸)を乾燥させ、ふるいにかけて粒子を0.5 mm以下にそろえる。
      2. 箱の内側にビニールを貼り付け、砂を敷き詰める。
      3. この標的にいろいろな高さから鉄球を自由落下させ、クレーターの直径を測る。
      1. 先の砂にカラースプレーで着色する。(8色の砂)
      2. 無着色の砂(基礎砂層)の上に色砂を層状に敷き詰める。層の厚さは4mmとした。
      3. この標的に鉄球を自由落下させる。その後、砂を固めるため寒天液を流しこむ。(3日間乾燥)
      4. クレーターを切断し、層構造の変化を調べる。
  3. 結果

    3回ずつ実験

    落下高さと鉄球の違いによるクレーターの直径の変化
    高さ 鉄球の直径 19mm 30mm 41mm
    質量      30g 115g 300g
    3.5m 81.7mm 120.0mm 143.3mm
    4.5m 88.3mm 121.7mm 163.3mm
    7.0m 96.7mm 136.7mm 165.0mm
    8.0m 101.7mm 145.0mm 173.3mm
    10.5m 103.3mm

  4. 考察

      1. クレーターの大きさは衝突体のもつエネルギーに比例する。(グラフの作成より)
      2. 巨大なクレーターを作るためには質量・大きさの大きな物体に大きな初速度が必要である。

    1. 2層(上から1~8層とする)の分布が広い。1層はもっと広い領域に分布しているのではないか。5層以下の層が表層にあらわれなかったことより特有の放出物(エジェクター)を構成する物質は2.0cmより浅い領域を起源としている。

 
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Sendai No.3 Senior High School(2002)

Sendai No.3 Senior High School Earth science club reported their experimental results.
Summary

Goal

  • Measure each crater's diameter.
  • Investigate the structures of craters.

Experimental Method

A.

  1. Dry sand taken in Nobiru seashore and sift it to make its diameter under 0.5mm.
  2. Attach a plastic sheet onto the inside of a box and pave the sand.
  3. Drop an iron sphere onto the target from different heights and measure the diameter.

B.

  1. Apply colour to the sand using the spray paint. (8 different colours)
  2. Add layers of coloured sand onto the uncoloured sand. Each layer should be 4mm thick.
  3. Drop the iron sphere onto the target. Then, pour heated agar solution onto the target. (Allow to dry for 3 days.)
  4. Cut the crater and observe how the sand layering has been changed by the impact.

Experimental Results

How crater diameter changes by heights and masses of the iron spheres.
Height Diameter 19mm 30mm 41mm
Mass      30g 115g 300g
3.5m 81.7mm 120.0mm 143.3mm
4.5m 88.3mm 121.7mm 163.3mm
7.0m 96.7mm 136.7mm 165.0mm
8.0m 101.7mm 145.0mm 173.3mm
10.5m 103.3mm

Discussion

A.

  1. As the impact energy increases, then so does crater diameter.(from the graph)
  2. Larger mass, size and higher initial rate are necessary to make larger craters.

B

The second layer from the surface is spread over a large area. The first layer may be spread over a greater area. Layers deeper than the fifth layer is not found in the surface, that means the ejecta is from the area shallower than 2.0cm in depth.

 
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