• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

惑星や衛星の熱水環境がもたらすハビタビリティに関する研究

Research Project

Project/Area Number 19J22396
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Review Section Basic Section 17050:Biogeosciences-related
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

野田 夏実  東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2019-04-25 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥3,100,000 (Direct Cost: ¥3,100,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Keywords初期火星 / 粘土鉱物 / 水熱反応 / 地球化学 / 水岩石反応 / 熱水実験 / STXM / 惑星科学 / 火星 / 地下水循環
Outline of Research at the Start

熱水噴出孔や陸上温泉などの熱水環境は、地球生命が誕生した場の有力候補である。近年の惑星探査では物質化学的な情報が得られており、氷衛星の内部海底や初期火星の地下における熱水の存在が示唆されている。本研究では、これら熱水環境を対象に、熱水岩石反応によって還元剤が生成する化学過程と、生成した還元剤が水循環で地表にもたらされる物理過程とを室内実験・数値実験から明らかにする。供給される還元剤の種類とフラックスを推定し、酸化反応で生命が得られるエネルギーのフラックスを計算できれば、存在しうる生態系の予測につながる。

Outline of Annual Research Achievements

前年度までに、大気酸素に敏感な還元型鉄粘土鉱物(二価鉄サポナイト)の合成、およびこれを用いた水熱実験の手法開発を行った。
今年度は、まず二価鉄サポナイトの顕微化学分析を大気中の酸素の影響を及ぼさずに行う手法を実証し、また半日程度の大気暴露の分析結果への影響を評価する実験も行って、これらの内容を国際誌に論文発表した。
また、水熱実験から炭酸ガスや硫化水素ガスの還元反応が示唆されていたことを受けて、反応の再現性やメカニズムを精査することを目的に体系的な実験を行った。具体的には、同位体ラベリングの手法を用いた有機物生成経路の判定を行い、検出された有機物は二酸化炭素の還元に由来するとは断定できない結論に至った。一方水素の生成反応は二価鉄サポナイトと硫化水素の両方が共存する場合において特異的にみられた。最大3カ月の反応時間の実験を100通り以上実施し、ガス組成の定量分析・溶存イオン濃度・鉱物中の鉄化学種の走査型透過X線顕微鏡解析を行った。これらの結果の総合的な解釈から、二価鉄サポナイトが鉄供給源かつ還元剤として水素生成反応に直接的な寄与を持つことを示した。得られた定量的な結果をもとに、初期火星気候やハビタブル環境進化に対する、地下の二価鉄サポナイトとガス含有流体との反応の影響を推定した。火山由来の供給に匹敵する量の水素が地下の二価鉄サポナイトによる硫化水素還元でもたらされた可能性が示唆された。このことは初期火星の温暖気候の持続性や地下生命圏への生命利用可能エネルギー供給存否に対する重要性を意味する。

Research Progress Status

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • Research Products

    (16 results)

All 2022 2021 2020 2019 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (14 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Invited: 2 results)

  • [Int'l Joint Research] ハーバード大学(米国)

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Journal Article] Anaerobic Microscopic Analysis of Ferrous Saponite and Its Sensitivity to Oxidation by Earth’s Air: Lessons Learned for Analysis of Returned Samples from Mars and Carbonaceous Asteroids2021

    • Author(s)
      Noda Natsumi、Yamashita Shohei、Takahashi Yoshio、Matsumoto Megumi、Enokido Yuma、Amano Kana、Kawai Takahiro、Sakuma Hiroshi、Fukushi Keisuke、Sekine Yasuhito、Nakamura Tomoki
    • Journal Title

      Minerals

      Volume: 11 Issue: 11 Pages: 1244-1244

    • DOI

      10.3390/min11111244

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Hydrogen generation through interactions of ferrous saponite with H?S-rich fluids on early Mars: Implications for planetary climate,environmental evolution,and habitability2022

    • Author(s)
      Noda N.、Sekine Y.、Takahashi Y.、Sakuma H.、Fukushi K.、Kawai T.、Nakagawa M.、Kitadai N.、Johnson-Finn K. & McGlynn S.
    • Organizer
      第23回惑星圏研究会(SPS2022)
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 二価鉄サポナイトの還元力がもたらす新しい水素供給過程: 実験室で復元した初期火星環境から迫るハビタビリティ2022

    • Author(s)
      野田 夏実、関根 康人、高橋 嘉夫、佐久間 博 、福士圭介、河合 敬宏 、中川 麻悠子、北台 紀夫 、Kristin Johnson Finn、Shawn McGlynn
    • Organizer
      ISAS宇宙生命探査シンポジウム
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] The role of ferrous saponite in the formation of sulfur-bearing organic matter,carbon cycles,and climate on early Mars2021

    • Author(s)
      Noda N.、Sekine Y.、Takahashi Y.、Sakuma H.、Kawai T.、Nakagawa M.、Kitadai N.、Johnson-Finn K. & McGlynn S.
    • Organizer
      Japan Geoscience Union Meeting 2021
    • Related Report
      2021 Annual Research Report 2020 Annual Research Report
  • [Presentation] The role of ferrous saponite in the formation of sulfur-bearing organic matter on early Earth and early Mars2021

    • Author(s)
      Noda N.、Sekine Y.、Takahashi Y.、Sakuma H.、Kawai T.、Nakagawa M.、Kitadai N.、Johnson-Finn K. & McGlynn S.
    • Organizer
      Goldschmidt2021
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 二価鉄サポナイトからの水素分子生成:分子地球化学による初期火星環境への示唆2021

    • Author(s)
      野田 夏実、関根 康人、高橋 嘉夫、佐久間 博 、河合 敬宏 、中川 麻悠子、北台 紀夫 、Kristin Johnson Finn & Shawn McGlynn
    • Organizer
      日本地球化学会 第68回年会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 初期火星における新たな水素分子生成過程: 惑星気候、環境進化、ハビタビリティへの示唆2021

    • Author(s)
      野田 夏実、関根 康人、高橋 嘉夫、佐久間 博 、河合 敬宏 、中川 麻悠子、北台 紀夫 、Kristin Johnson Finn、Shawn McGlynn
    • Organizer
      日本惑星科学会 秋季講演会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] Hydrogen generation through interactions of ferrous saponite with H?S-rich fluids on early Mars: Implications for planetary climate,environmental evolution,and habitability2021

    • Author(s)
      Noda N.、Sekine Y.、Takahashi Y.、Sakuma H.、Kawai T.、Nakagawa M.、Kitadai N.、Johnson-Finn K. & McGlynn S.
    • Organizer
      AGU Fall Meeting 2021
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 鉄サポナイトの合成と酸化・還元の可逆性2021

    • Author(s)
      佐久間 博、森田 康暉、福士 圭介、高橋 嘉夫、野田 夏実、関根 康人、田村 堅志
    • Organizer
      Japan Geoscience Union Meeting 2021
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] Groundwater upwelling and silica deposition within Gale in (semi-)arid climate on early Mars2020

    • Author(s)
      Noda N.、 Sekine Y.、 Tan S.、 Shibuya S.、 Genda H. & Wordsworth R.
    • Organizer
      The 2nd International Winter School for Aquaplanetology
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 初期火星ゲイルクレータ周辺の地下水循環と水-岩石反応の復元2019

    • Author(s)
      野田夏実、 関根康人、 丹秀也、 渋谷岳造、 玄田英典
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2019年大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Groundwater upwelling and redox-based habitability within Gale crater lake on early Mars2019

    • Author(s)
      Noda N.、 Sekine Y.、 Tan S.、 Shibuya S. & Genda H.
    • Organizer
      AbGradCon2019
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Groundwater upwelling and silica deposition within Gale in (semi-)arid climate on early Mars2019

    • Author(s)
      Noda N.、 Sekine Y.、 Tan S.、 Shibuya S. & Genda H.
    • Organizer
      Goldschmidt2019
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Groundwater upwelling and silica deposition within Gale in (semi-)arid climate on early Mars2019

    • Author(s)
      野田夏実、 関根康人、 丹秀也、 渋谷岳造、 玄田英典
    • Organizer
      第3回水惑星全体会議
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Semiarid climate and upwelling hydrothermal groundwater as a driving force for silica-rich deposits in early Gale lakes on Mars2019

    • Author(s)
      Noda N.、 Sekine Y.、 Tan S.、 Shibuya S.、 Genda H. & Wordsworth R.
    • Organizer
      AGU Fall Meeting 2019
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2019-05-29   Modified: 2024-03-26  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi