炭酸塩からよむ古海洋の硝酸：N同位体比の復元

• Project/Area Number: 15H03740
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Geology
• Research Institution: Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology
• Principal Investigator: 斎藤 誠史 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 次世代海洋資源調査技術研究開発プロジェクトチーム, 特任研究員 (80637588)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 西澤 学 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 深海・地殻内生物圏研究分野, 研究員 (60447539) ; 澤木 佑介 東京大学, 大学院総合文化研究科, 助教 (00635063) ; 渋谷 岳造 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 深海・地殻内生物圏研究分野, 研究員 (00512906)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2017)
• Budget Amount: ¥14,300,000 (Direct Cost: ¥11,000,000、Indirect Cost: ¥3,300,000); Fiscal Year 2017: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000); Fiscal Year 2016: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000); Fiscal Year 2015: ¥7,410,000 (Direct Cost: ¥5,700,000、Indirect Cost: ¥1,710,000)
• Keywords: 炭酸塩 / 硝酸 / 地質学 / 地球化学 / 炭酸塩岩 / 窒素同位体比 / 地球史

Outline of Annual Research Achievements

新潟県東部東蒲原郡及びブルガリア共和国北西部にて地質調査を行い、ペルム紀中期及びトリアス紀前期の炭酸塩岩試料を採集した。またこれまでに採集した炭酸塩岩試料について炭酸塩置換態硝酸の回収を試みた。しかし窒素同位体分析のために必要な量の炭酸塩置換態硝酸を回収することはできなかった。一般に海洋の表層において、一次生産の制限因子の一つである海水硝酸の濃度は著しく低い。従って海洋表層で形成される炭酸塩岩中の硝酸濃度も低いと考えられる。過去の地質時代に形成された炭酸塩岩においても、炭酸塩が沈殿した海水中の硝酸の濃度が、沈殿した炭酸塩の結晶格子中に取り込まれる硝酸の濃度に反映されると考えられる。大陸縁の斜面／堆積盆などの比較的深い堆積場で沈殿・形成された炭酸塩中の硝酸濃度は比較的高いと予想される。本課題にて採集した炭酸塩岩は主に、海水硝酸の濃度が比較的低い古海洋の表層で形成された可能性が考えられる。その一方で、採集した炭酸塩岩試料の一部は、著しい再結晶化作用・ドロマイト化作用を被っていた。続成過程における二次的な再結晶化に伴い、初生的に炭酸塩に含まれていた硝酸が溶脱した可能性が考えられる。今後、炭酸塩中から同位体分析の必要量の硝酸を回収するために、対象とする炭酸塩岩が形成された堆積場の古水深を制約することが、極めて重要と考えられる。また対象の炭酸塩岩が被った続成作用の評価を行うことも重要と考えられる。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Quadruple sulfur isotope records at the end-Guadalupian (Permian) at Chaotian, Sichuan, China: Implications for a role of bioturbation in the sedimentary sulfur cycle in the past. (2017)
  • Author(s): Saitoh, M., Ueno, Y., Kawamura, T., Isozaki, Y., Yao, J.X., Ji, Z.S., Yoshida, N.
  • Journal Title: Journal of Asian Earth Sciences Volume: 135 Pages: 70-79
  • DOI: 10.1016/j.jseaes.2016.12.009
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Removal of organic contaminants from iron sulfides as a pretreatment for mineral-mediated chemical synthesis under prebiotic hydrothermal conditions (2017)
  • Author(s): Nishizawa, M., Saitoh, M., Matsui, Y., Usui, Y. and Shibuya, T.
  • Journal Title: GEOCHEMICAL JOURNAL Volume: 51 Issue: 6 Pages: 495-505
  • DOI: 10.2343/geochemj.2.0481
  • NAID: 130006243143
  • ISSN: 0016-7002, 1880-5973
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Changing Abundance of Magnetofossil Morphologies in Pelagic Red Clay Around Minamitorishima, Western North Pacific (2017)
  • Author(s): Usui Yoichi、Yamazaki Toshitsugu、Saitoh Masafumi
  • Journal Title: Geochemistry Geophysics Geosystems Volume: 18 Issue: 12 Pages: 4558-4572
  • DOI: 10.1002/2017gc007127
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Authigenic carbonate precipitation at the end-Guadalupian (Middle Permian) in China: Implications for the carbon cycle in ancient anoxic oceans (2015)
  • Author(s): Masafumi Saitoh, Yuichiro Ueno, Yukio Isozaki, Takazo Shibuya, Jianxin Yao, Zhansheng Ji, Katsumi Shozugawa, Motoyuki Matsuo, Naohiro Yoshida
  • Journal Title: Progress in Earth and Planetary Science Volume: 2 Issue: 1 Pages: 1-19
  • DOI: 10.1186/s40645-015-0073-2
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] 小惑星衝突による大気の酸化仮説：後期太古代の地質記録による検証． (2017)
  • Author(s): 斎藤誠史，黒澤耕介，臼井洋一，奥村知世，石田湧也，渋谷岳造，西澤 学，松井洋平，澤木佑介，佐藤友彦，佐藤峰南，尾上哲治，上野雄一郎
  • Organizer: 日本地質学会第124年学術大会
  • Place of Presentation: 愛媛大学（愛媛県・松山市）
  • Year and Date: 2017-09-18
• [Presentation] 小惑星衝突による大気の酸化仮説：後期太古代の地質記録による検証． (2017)
  • Author(s): 斎藤誠史，黒澤耕介，臼井洋一，奥村知世，石田湧也，渋谷岳造，西澤 学，松井洋平，澤木佑介，佐藤友彦，佐藤峰南，尾上哲治，上野雄一郎
  • Organizer: 日本地球化学会第64回年会
  • Place of Presentation: 東京工業大学（東京都・目黒区）
  • Year and Date: 2017-09-13
• [Presentation] The Permian double extinction: Stratigraphy at Chaotian, Sichuan, South China. (2017)
  • Author(s): Saitoh, M., Isozaki, Y., Yao, J.X., Ji, Z.S.
  • Organizer: The 27th Goldschmidt Conference
  • Place of Presentation: Palais des congres de Paris（フランス・パリ）
  • Year and Date: 2017-08-13
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] The Permian double extinction: Stratigraphy at Chaotian, Sichuan, South China. (2017)
  • Author(s): Saitoh, M., Isozaki, Y., Yao, J.X., Ji, Z.S.
  • Organizer: IGCP630 Annural Symposium
  • Place of Presentation: 東北大学（宮城県・仙台市）
  • Year and Date: 2017-06-14
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 古生代末の二段階の絶滅：四川省・朝天セクションにおける層序学的研究． (2017)
  • Author(s): 斎藤誠史，磯崎行雄，姚 建新，紀 戦勝
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2017年大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ（千葉県・千葉市）
  • Year and Date: 2017-05-24
• [Presentation] Authigenic Carbonate Precipitation at the end-Guadalupian (Middle Permian) in China: Implications for the Carbon Cycle in Ancient Anoxic Oceans (2016)
  • Author(s): M. SAITOH, Y. UENO, Y. ISOZAKI, T. SHIBUYA, J.X. YAO, Z.S. JI, K. SHOZUGAWA, M. MATSUO, N. YOSHIDA
  • Organizer: The 26th Goldschmidt Conference
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • Year and Date: 2016-06-27
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] ペルム紀中期末における自成炭酸塩の沈殿:古海洋の炭素循環への示唆 (2016)
  • Author(s): 斎藤誠史、上野雄一郎、磯崎行雄、渋谷岳造、小豆川勝見、松尾基之、吉田尚弘
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2016年大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ（千葉県千葉市）
  • Year and Date: 2016-05-25
• [Presentation] ペルム紀中期末における超海洋パンサラッサの窒素循環変動 (2015)
  • Author(s): 斎藤誠史, 西澤学, 上野雄一郎, 小福田大輔, 磯崎行雄, 高井研
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2015年大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ（千葉県千葉市）
  • Year and Date: 2015-05-24