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約38億年前の地球表層希土類金属元素循環と生命圏の解明

Research Project

Project/Area Number 15J00507
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Earth system and resources engineering
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

大友 陽子  北海道大学, 工学研究院, 特別研究員(SPD)

Project Period (FY) 2015-04-24 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥11,440,000 (Direct Cost: ¥8,800,000、Indirect Cost: ¥2,640,000)
Fiscal Year 2017: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2016: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2015: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Keywordsイスア表成岩帯 / 縞状鉄鉱層 / 最古の生命の痕跡 / グラファイト / モナザイト / ゼノタイム / ジルコン / 生命の起源 / CHIME年代測定 / 集束イオンビーム / 希土類金属元素 / 変成作用
Outline of Annual Research Achievements

本研究では約38億年前に形成したイスア表成岩帯に産する生物由来graphiteと共存する希土類鉱物 (zircon, monazite, xenotime)の年代測定・組成分析により、当時の微生物生態系に制約を与えることを目的とした。これら希土類鉱物はサイズ数μm~10μmと非常に小さい為、微小領域分析に強いCHIME年代法での分析を試みた。希土類鉱物はしばしばクラックが入っている為、CHIME法であってもビームがうまく当たらず正確な測定ができないという問題点が浮上した。そこで可能な限り多点分析を行い、妥当な測定値のみを採用することとした。測定の結果、zirconは過去の研究で示されたイスア表成岩帯の形成年代 (Nutman et al., 2009)と同等かそれよりも古く、当時の砕屑物由来であり変成作用の影響は少ないと考えられる。一方でxenotime及びmonaziteの年代は約37億年前と約27億年前の2箇所にピークを持つことがわかったが、CHIME年代の誤差を考えると、本結果のみでxenotimeやmonaziteの初生年代を決定することはできない。そこでgraphiteとmonaziteの微小領域における位置関係からその成因を割り出すため、monazite、基質およびgraphite凝集体が共存する部分を集束イオンビームで切断して薄膜を作製し、透過型電子顕微鏡による組織観察を行った。するとmonazite結晶中にもgraphite及び石英の包有物が観察された。このgraphiteの結晶格子は乱れており、生物由来graphiteに似た特徴を示した。この産状は形成過程でgraphiteのもととなった生物の死骸や石英がmonazite中に取り込まれた、すなわちモナザイトの前駆物質が当時の海洋で沈殿したことを示唆していると考えられる。

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。

Report

(3 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (21 results)

All 2018 2017 2016 2015

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (16 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 3 results)

  • [Journal Article] Data report: water activity of the deep coal-bearing basin off Shimokita from IODP Expedition 3372018

    • Author(s)
      Wataru Tanikawa, Yoko Ohtomo, Glen Snyder, Yuki Morono, Yu’suke Kubo, Yoshihiro Iijima, Takuroh Noguchi, Kai-Uwe Hinrichs, and Fumio Inagaki
    • Journal Title

      Proceedings of the Integrated Ocean Drilling Program, 337: Tokyo (Integrated Ocean Drilling Program Management International, Inc.)

      Volume: 337 Pages: 1-12

    • DOI

      10.2204/iodp.proc.337.204.2018

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] グリーンランド・イスア表成岩帯の石墨片岩中に含まれるモナザイトのCHIME年代測定2017

    • Author(s)
      大友陽子, 加藤丈典
    • Journal Title

      名古屋大学宇宙地球環境研究所年代測定研究部共同利用による研究成果報告書 (XXVIII).

      Volume: 印刷中

    • NAID

      120006498112

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Recent progress in understanding of early earth biosphere2016

    • Author(s)
      大友陽子
    • Journal Title

      Chikyukagaku

      Volume: 50 Issue: 3 Pages: 177-186

    • DOI

      10.14934/chikyukagaku.50.177

    • NAID

      130005267121

    • ISSN
      0386-4073, 2188-5923
    • Related Report
      2016 Annual Research Report 2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] グリーンランド・イスア地域の岩石から読み解く約38億年前の生命圏2016

    • Author(s)
      大友陽子
    • Journal Title

      名古屋大学宇宙地球環境研究所年代測定研究部共同利用による研究成果報告書

      Volume: XXVII Pages: 19-23

    • NAID

      120005773967

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Journal Article] Occurrence of Tourmaline in Metasedimentary Rocks of the Isua Supracrustal Belt, Greenland: Implications for Ribose Stabilization in Hadean Marine Sediments2015

    • Author(s)
      Mishima S., Ohtomo Y. and Kakegawa T.
    • Journal Title

      Orig Life Evol Biosph

      Volume: 46 Issue: 2-3 Pages: 247-271

    • DOI

      10.1007/s11084-015-9474-x

    • NAID

      130005492394

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Depositional environment of graphite-bearing metasedimentary rocks and banded iron formations in >3.7 Ga Isua Supracrustal Belt, West Greenland2017

    • Author(s)
      Ohtomo, Y., Kato, T., Otake, T. & Kakegawa, T.
    • Organizer
      JpGU-AGU Joint Meeting 2017
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Microstructure and geochemistry of organic matters associated with iron minerals in 3.2 Ga banded iron formations, Moodies Group, Barberton Greenstone Belt, South Africa.2017

    • Author(s)
      Nakajima, R., Ohtomo, Y., Otake, T., Kakegawa, T. & Sato, T.
    • Organizer
      JpGU-AGU Joint Meeting 2017
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Micro to nanoscale observations of carbonaceous matters in 3.2 Ga Banded iron formations, Sheba Gold mine, Moodies Group, Barberton Greenstone Belt and >3.7 Ga schist, Isua Supracrustal Belt2017

    • Author(s)
      Ohtomo, Y., Nakajima, R., Otake, T. & Kakegawa, T.
    • Organizer
      Goldschmidt Conference
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 初期~中期太古代堆積岩中右記炭素の微細構造観察: グリーンランド・イスア表成岩帯及びバーバトン緑色岩帯・ムーディーズ層群の例2017

    • Author(s)
      大友陽子, 中島亮, 大竹翼, 掛川武.
    • Organizer
      2017年度日本地球化学会第64回年会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 低温熱水環境下でのクロムスピネルの合成実験と電子顕微鏡による観察.2017

    • Author(s)
      西方美羽, 大友陽子, 大竹翼, 木村勇気, 川本大祐, 佐藤努.
    • Organizer
      2017年度日本地球化学会第64回年会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 南アフリカ・バーバトン緑色岩帯ムーディーズ層群の鉄鉱層における有機物の地球化学的特徴と微細構造観察.2017

    • Author(s)
      中島亮, 大友陽子, 大竹翼, 掛川武, 佐藤努.
    • Organizer
      2017年度日本地球化学会第64回年会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Geochemical and petrological characteristics of carbonatites and associated fenites in Kangankunde, Malawi.2017

    • Author(s)
      Chikanda, F., Ohtomo, Y., Otake T. & Sato, T.
    • Organizer
      2017年度資源地質学会年会講演会 (第67回)
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] The role of multi-stage processes on REE enrichment as indicated by stable carbon and oxygen isotopic compositions of Kangankunde carbonatites, Malawi.2017

    • Author(s)
      Chikanda, F., Otake T., Ohtomo, Y. & Sato, T.
    • Organizer
      第7回同位体環境学シンポジウム
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 西グリーンランド・イスア表成岩帯における変堆積岩の地質学的・地球化学的特徴及び希土類鉱物の産状からみる約38億年前の微生物棲息環境2016

    • Author(s)
      大友陽子, 大竹翼,掛川武
    • Organizer
      2016年度日本地球化学会第63回年会
    • Place of Presentation
      公立大学法人大阪市立大学 (大阪府大阪市)
    • Year and Date
      2016-09-14
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Petrographic and geochemical characteristics of monazite and zircon associated with biogenic graphite in > 3.7 Ga metasedimentary rocks, Isua Supracrustal Belt, West Greenland.2016

    • Author(s)
      Ohtomo, Y., Kato, T. & Otake, T.
    • Organizer
      Goldschmidt Conference
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜 (神奈川県横浜市)
    • Year and Date
      2016-06-26
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Biosignature recorded in geochemical correlations between organic matter and Fe-bearing minerals in 3.2Ga banded iron formations, Barberton Greenstone Belt, South Africa.2016

    • Author(s)
      Nakajima, R., Ohtomo, Y., Otake, T., Kakegawa, T. and Sato, T.
    • Organizer
      Goldschmidt Conference
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜 (神奈川県横浜市)
    • Year and Date
      2016-06-26
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] グリーンランド・イスア地域の岩石から読み解く約38億年前の生命圏2016

    • Author(s)
      大友陽子
    • Organizer
      第28回名古屋大学宇宙地球環境研究所年代測定研究部シンポジウム
    • Place of Presentation
      名古屋大学野依記念学術交流館 (愛知県名古屋市)
    • Year and Date
      2016-01-28
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 地下深部に自生するCO2資源化菌の高圧リアクター培養2015

    • Author(s)
      大友陽子
    • Organizer
      北海道資源・素材フォーラム2015 ~資源・エネルギー・環境の諸問題に微生物機能を利用した最新の技術動向と未来~
    • Place of Presentation
      北海道大学学術交流会館 (北海道札幌市)
    • Year and Date
      2015-12-11
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 約38億年前の岩石に残された最古の生命の痕跡2015

    • Author(s)
      大友陽子
    • Organizer
      第45回結晶成長国内会議 (NCCG-45) 結晶成長基礎・評価分科会, バイオ有機文科会合同シンポジウム「地球・惑星・生命における結晶成長」
    • Place of Presentation
      北海道大学学術交流会館 (北海道札幌市)
    • Year and Date
      2015-10-19
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Carbonate vein formation in banded iron formations and metabasalts associated with CO2 metasomatism, Isua Supracrustal Belt, West Greenland2015

    • Author(s)
      Ohtomo, Y. & Kakegawa
    • Organizer
      ゴールドシュミット国際会議
    • Place of Presentation
      チェコ、プラハ
    • Year and Date
      2015-08-16
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] CCS現場条件を再現するリアクターシステムの開発及びシステムを利用したCO2資源化菌の培養実験2015

    • Author(s)
      大友陽子, 井尻暁, 池川洋二郎, 堤正純, 井町寛之, 浦本豪一郎, 星野辰彦, 諸野祐樹, 酒井早苗, 斉藤由美, 谷川亘, 廣瀬丈洋, 稲垣史生.
    • Organizer
      平成27年度資源・素材学会北海道支部総会および春季講演会
    • Place of Presentation
      函館市国際水産・海洋総合研究センター(北海道函館市)
    • Year and Date
      2015-06-13
    • Related Report
      2015 Annual Research Report

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Published: 2015-11-26   Modified: 2024-03-26  

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