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太古代及び原生代初期における大気化学と地球環境進化に関する基礎研究

Research Project

Project/Area Number 18840015
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (Start-up)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Geochemistry/Astrochemistry
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

関根 康人  The University of Tokyo, 大学院・新領域創成科学研究科, 助教 (60431897)

Project Period (FY) 2006 – 2007
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥2,760,000 (Direct Cost: ¥2,760,000)
Fiscal Year 2007: ¥1,380,000 (Direct Cost: ¥1,380,000)
Fiscal Year 2006: ¥1,380,000 (Direct Cost: ¥1,380,000)
Keywords大気化学 / 太古代・原生代 / 物質循環 / メタン / タイタン / 有機物エアロゾル / 地球化学 / アストロバイオロジー / 地表環境 / 炭素同位体比 / 全球凍結現象
Research Abstract

太古代と原生代の境界にあたる25-20億年前には、地球進化における最大規模の表層環境の変動があったことが知られている。この時代には、太古代のメタンを含む還元的な大気組成が、原生代以後の酸素を含む酸化的な組成へと変わり、また同時期に、大規模氷河期が繰り返し生じたことが示されている。しかしながら、このような大気組成の進化と気候変動の間にどのような因果関係があったのか、還元的大気をもつ天体の地表環境や物資循環はどのように成り立っているのか、といった詳細に関しては、ほとんどわかっていない。
本研究では、室内実験と野外採取試料の分析を行い、原生代初期及び太古代の地表環境や大気進化を明らかにすることを目的とする。本年度は、カナダ・オンタリオ州で採取した約23億年前の氷河性堆積物に対して、氷河期直後のオスミウムと炭素の同位体比の高解像度分析を行った。その結果、氷河の退氷に伴い、オスミウムの酸化的風化が開始していることを明らかにした。このことは、氷河期後の温暖化への環境変動が引き金となり、その結果として大気酸素濃度の増大が引き起こされていることを示唆する。
さらに室内実験においては、土星の衛星タイタンを例に、大気中にメタンを含む還元大気をもつ天体の地峡環境の安定性を調べた。具体的には、光化学反応により、大気中でメタンから生成される有機物エアロゾルの表面反応や成長率を実験的に求め、大気-表層間の物質循環やタイタンの大気組成に果たした役割を議論した。特に、最新のカッシーニ探査機による詳細な大気組成の観測結果と、我々の実験により予想される大気組成を比較し、有機物エアロゾルの表面反応が現在の大気組成を維持する役割を果たしていることを示した。

Report

(2 results)
  • 2007 Annual Research Report
  • 2006 Annual Research Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2008 2007 2006

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (2 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] The role of organic haze in Titan's atmospheric chemistry I. Laboratory investigation on heterogeneous reaction of atomic hydrogen with Titan tholin2008

    • Author(s)
      Y. Sekine, H. Imanaka, T. Matsui, B.N. Khare, E.L.O. Bakes, C.P. McKay, S. Sugita
    • Journal Title

      Icarus 194

      Pages: 186-200

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The role of organic haze in Titan's atmospheric chemistry II. Effect of heterogeneous reaction to the hydrogen budget and chemical composition of the atmosphere2008

    • Author(s)
      Y. Sekine, S. Lebonnois, H. Imanaka, T. Matsui, B.N. Khare, E.L.O. Bakes, C.P. McKay, S. Sugita
    • Journal Title

      Icarus 194

      Pages: 201-211

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] An experimental study on Fischer-Tropsch catalysis : Implications for impact phenomena and nebular chemistry2006

    • Author(s)
      Y.Sekine, S.Sugita, T.Shido, T.Yamamoto, Y.Iwasawa, T.Kadono, T.Matsui
    • Journal Title

      Meteoritics and Planetary Science 41・5

      Pages: 715-729

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] The role of Fischer-Tropsch catalysis in Jovian subnebular chemistry2006

    • Author(s)
      D.Mousis, Y.Alibert, Y.Sekine, S.Sugita, T.Matsui
    • Journal Title

      Astronomy and Astrophysics 459・3

      Pages: 965-968

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Presentation] Large negative excursion of organic carbon isotope in the aftermath of the Paleoproterozoic glaciation in North America: Methane-hydrate desta bilization, climate recovery, and the Great Oxidation Event2007

    • Author(s)
      Y. Sekine, E. Tajika, N. Ohkouchi, N.O. Ogawa, K. Goto, R. Tada, K. Kanai, S. Yamamoto
    • Organizer
      American Geophysical Union 2007 fall meeting
    • Place of Presentation
      サンフランシスコ、カリフォルニア州、米国
    • Year and Date
      2007-12-13
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Pb and C isotopes in Paleoproterozoic carbonates in North America: Implications for the correlation with a snowball Earth at 2.2 Ga2007

    • Author(s)
      関根 康人, 田近 英一, 谷水 雅治, 大河内 直彦, 小川奈々子, 多田 隆治, 後藤 和久, 金井 健, 山本 信治
    • Organizer
      地球惑星科学連合2007年大会
    • Place of Presentation
      幕張、千葉県
    • Year and Date
      2007-05-21
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Book] 惑星地質学「8-3.液体の存在が示唆される衛星」2008

    • Author(s)
      関根 康人, 宮本 英昭, 瀧川 昌
    • Total Pages
      10
    • Publisher
      東京大学出版
    • Related Report
      2007 Annual Research Report

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Published: 2006-04-01   Modified: 2016-04-21  

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