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Plate tectonics in the Early Earth

Research Project

Project/Area Number 22K18729
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Medium-sized Section 17:Earth and planetary science and related fields
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

澤木 佑介  東京大学, 大学院総合文化研究科, 助教 (00635063)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 浅沼 尚  京都大学, 人間・環境学研究科, 講師 (90852525)
Project Period (FY) 2022-06-30 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Keywordsジルコン / 局所ケイ素同位体比 / 冥王代 / プレートテクトニクス
Outline of Research at the Start

プレートテクトニクスは地球表層で起こる諸現象を支配する重要な地質現象である。1950年代以降、数多の研究が為されたが未解明課題も多い。その一つがプレートテクトニクスの開始時期である。これを制約する事は、地球が経てきた熱史や、地球でのみプレートテクトニクスが起こる原因解明などの重要課題にも波及する重要な研究テーマである。我々が持つ技術的優位性(局所珪素同位体分析)及び物質的優位性(冥王代ジルコンの保持)を生かし、誰もなし得ていない冥王代(40億年前以前)のプレートテクトニクスの有無を再検証する。

Outline of Annual Research Achievements

現在の地球表面は十数枚のプレートに分かれており、いずれのプレートも絶えず側方運動しており、これをプレートテクトニクスと呼ぶ。1950年代にその理論が提唱されて以降、数多の研究が為されたが未解明課題も多い。その一つがプレートテクトニクスの開始時期である。理論的予測からは地球形成直後は硬殻型対流であり、その後プレートテクトニクスに移行したと考えられている。両対流様式では地球表層及び深部域の物質循環に決定的な違いがあり、プレートテクトニクスでは大量の地球表層物質がマントル深部へと運ばれる。そのため、初期地球の岩石記録から表層物質の深部輸送の痕跡を得る事ができれば、プレートテクトニクス駆動の揺るぎない物的証拠と言える。地球表層で形成される堆積岩は高い珪素同位体比を持つ。深部で形成される年代既知の深成岩及びその中の鉱物中に高い珪素同位体比を見つける事ができればプレートテクトニクスへの移行時期に制約を与えられると考えた。
本研究では(1)ジルコン局所珪素同位体測定の高精度化、(2)ジルコン珪素同位体の有用性の実証、(3)初期地球ジルコンへの応用の3段階の研究を計画している。(1)については下記の進捗状況の部分でその詳細を述べる。(2)については、日本の中新世花崗岩からジルコンの分離は追加し、準備は終えたものの、(1)の進捗が芳しくないため、珪素同位体比測定には至っていない。(3)については太古代の年代を示すジルコンを追加する事ができたが、(2)同様珪素同位体比の測定には至っていない。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

現状、LA-MC-ICP-MSによる局所珪素同位体測定の高精度化のためにバックグラウンドの低減が不可欠である。主なバックグラウンドの要因は装置周辺のガラス部品(SiO2)の気化にあり、全てのガラス器具をサファイア製(Al2O3)へと変更することで(S/N比)の向上に努めた。しかし、トーチをサファイア製に変更したところ、分析に必須のプラズマが点灯しないというアクシデントに見舞われ、これが改善できないままとなっている。分析に用いるジルコンの用意は進行しているものの、肝心の分析面の進展が乏しいため、遅れている、という進捗状況を選択した。

Strategy for Future Research Activity

引き続き、ジルコン局所珪素同位体測定の高精度化に努める。まずはプラズマが点灯するように試行錯誤を繰り返し、加えて、シグナルを上昇させるためにレーザー照射条件等も最適条件を探求する。一方で、高精度な分析を行うためには50ミクロン四方程度の、それなりの大きい照射領域が必要である事が、高精度化の過程で分かってきた。既に分離したジルコンはあるものの、大きい粒子の数が充分とは言えないので、既存の岩石から再度大きいジルコンを探す事を試みる。全球性を議論するために、ミシシッピ川河口の砕屑性ジルコンから太古代前期の年代を示すジルコンは見つけた。今後もジルコン分離を試みる。

Report

(2 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • Research Products

    (17 results)

All 2023 2022 2021 Other

All Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 2 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 4 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Late Triassic A-type granite boulders in Lower Cretaceous conglomerate of the Hida belt, Japan: origin and bearing on the Yamato Tectonic Line in Far East Asia2023

    • Author(s)
      Isozaki, Y., Sawaki, Y., Iwano, H., Hirata, T., Kunugiza, K.
    • Journal Title

      Island Arc

      Volume: 32(1) Issue: 1

    • DOI

      10.1111/iar.12475

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Trace‐element composition of zircon in <scp>Kofu and Tanzawa</scp> granitoids, <scp>Japan</scp> : Quantitative indicator of sediment incorporated in parent magma2022

    • Author(s)
      Sawaki Yusuke、Asanuma Hisashi、Sakata Shuhei、Abe Mariko、Ohno Takeshi
    • Journal Title

      Island Arc

      Volume: 31 Issue: 1

    • DOI

      10.1111/iar.12455

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Zircon trace‐element compositions in Miocene granitoids in Japan: Discrimination diagrams for zircons in M‐, I‐, S‐, and A‐type granites2022

    • Author(s)
      Sawaki Yusuke、Asanuma Hisashi、Sakata Shuhei、Abe Mariko、Ohno Takeshi
    • Journal Title

      Island Arc

      Volume: 31 Issue: 1

    • DOI

      10.1111/iar.12466

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The origin of methane in serpentinite-hosted hyperalkaline hot spring at Hakuba Happo, Japan: Radiocarbon, methane isotopologue and noble gas isotope approaches2022

    • Author(s)
      Suda Konomi、Aze Takahiro、Miyairi Yosuke、Yokoyama Yusuke、Matsui Yohei、Ueda Hisahiro、Saito Takuya、Sato Tomohiko、Sawaki Yusuke、Nakai Ryosuke、Tamaki Hideyuki、Takahashi Hiroshi A.、Morikawa Noritoshi、Ono Shuhei
    • Journal Title

      Earth and Planetary Science Letters

      Volume: 585 Pages: 117510-117510

    • DOI

      10.1016/j.epsl.2022.117510

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] A new gain calibration protocol for Faraday amplifiers equipped with a 10<sup>13</sup> Ω resistor2022

    • Author(s)
      Asanuma Hisashi、Yamamoto Kota、Kemuyama Yuta、Hirata Takafumi
    • Journal Title

      Journal of Analytical Atomic Spectrometry

      Volume: 00 Issue: 5 Pages: 1-7

    • DOI

      10.1039/d1ja00351h

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Pre-treatment Methods for Accurate Determination of Total Nitrogen and Organic Carbon Contents and their Stable Isotopic Compositions: Re-evaluation from Geological Reference Materials2021

    • Author(s)
      Wataru Fujisaki, Yohei Matsui, Hisahiro Ueda, Yusuke Sawaki, Katsuhiko Suzuki, Teruyuki Maruoka
    • Journal Title

      GEOSTANDARDS AND GEOANALYTICAL RESEARCH

      Volume: - Issue: 1 Pages: 5-19

    • DOI

      10.1111/ggr.12410

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Apatite geochemistry: a case study from Miocene granitoids in SW Japan2023

    • Author(s)
      澤木佑介、浅沼尚
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2023年大会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] Enigmatic superchondritic Y/Ho values seen in Precambrian BIFs2023

    • Author(s)
      澤木佑介、吉田聡、上田修裕
    • Organizer
      資源地質学会第72回年会講演会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 日本の中新世花崗岩から作成されたジルコンの母岩判別図2023

    • Author(s)
      澤木佑介、浅沼尚、坂田周平、大野剛
    • Organizer
      日本地質学会第130年学術大会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] Micron-resolution trace element imaging analysis utilising multiple-spot femtosecond laser ablation-ICP-mass spectrometry2023

    • Author(s)
      Niki. S., Sawaki, Y., Komiya, T., Hirata, T.
    • Organizer
      Goldschmidt 2023 Conference
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 冥王代ジルコンの微量元素が示す初期地球大陸地殻形成過程2023

    • Author(s)
      高橋真里花、横山晶、坂田周平、仁木創太、平田岳史、澤木佑介、山本伸次、深海雄介、大野剛
    • Organizer
      2023年度日本地球化学会年会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] ジルコンの母岩判別図作成時の境界問題2022

    • Author(s)
      澤木佑介
    • Organizer
      日本地質学会第129年学術大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 希土類元素地球化学の原生代前期炭酸塩岩への応用2022

    • Author(s)
      澤木佑介、吉田聡、浅沼尚、佐藤友彦、平田岳史
    • Organizer
      2022年度日本地球化学会年会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 冥王代ジルコン中の Sc/Yb の評価法の検討2022

    • Author(s)
      高橋真里花、横山晶、坂田周平、澤木佑介、山本伸次、深海雄介、大野剛、小宮剛
    • Organizer
      2022年度日本地球化学会年会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Geology and Geochemistry of Siliceous Rocks in the Eoarchean Nuvvuagittuq Supracrustal Belt: Estimation of Their Origin and Evidence for Life2022

    • Author(s)
      Ishihara, Y., Tanaka, K., Miki, S., Yoshida, S., Sawaki, Y., Shirai, K., Sano, Y., Komiya, T.
    • Organizer
      GSA Connects 2022
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Occurrence and chemical composition of amphibolite and carbonated mafic rocks in the Nuvvuagittuq supracrustal belt, Quebec, Canada: Implications for the origin of Ca-poor amphibolite and its alteration history2022

    • Author(s)
      Yoshida, S., Ishihara, Y., Sawaki, Y., Komiya, T.
    • Organizer
      GSA Connects 2022
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] 澤木佑介のホームページ

    • URL

      https://y-sawaki.jimdofree.com/

    • Related Report
      2023 Research-status Report 2022 Research-status Report

URL: 

Published: 2022-07-05   Modified: 2024-12-25  

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