| Project/Area Number |
23H00153
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Medium-sized Section 17:Earth and planetary science and related fields
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| Research Institution | Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology |
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Principal Investigator |
大河内 直彦 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海洋機能利用部門, 部門長 (00281832)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
黒田 潤一郎 東京大学, 大気海洋研究所, 准教授 (10435836)
小川 奈々子 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海洋機能利用部門(生物地球化学センター), グループリーダー (80359174)
伊左治 雄太 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海洋機能利用部門(生物地球化学センター), 研究員 (80836320)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2025)
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| Budget Amount *help |
¥46,020,000 (Direct Cost: ¥35,400,000、Indirect Cost: ¥10,620,000)
Fiscal Year 2025: ¥7,800,000 (Direct Cost: ¥6,000,000、Indirect Cost: ¥1,800,000)
Fiscal Year 2024: ¥13,260,000 (Direct Cost: ¥10,200,000、Indirect Cost: ¥3,060,000)
Fiscal Year 2023: ¥24,960,000 (Direct Cost: ¥19,200,000、Indirect Cost: ¥5,760,000)
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| Keywords | 窒素サイクル / 窒素同位体 / ポルフィリン / 窒素同位体比 / 地球内部 / 三畳紀末 |
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| Outline of Research at the Start |
地球史最大のマントル物質噴出イベントである中央大西洋洪水玄武岩が形成された三畳紀末を例に，マントルから大気へともたらされた窒素，特にN2の影響を同位体比記録として正確に復元する。特に，堆積物中から単離されたポルフィリンの窒素同位体比を測定することによって，当時の海洋一次生産者の正確な窒素同位体比を得る。さらに，オスミウム同位体比などからマントル物質の供給フラックスを推定する。モデルを用いて，地球内部と表層環境の間の窒素循環を一次近似的に復元し，断続的に起きてきた固体地球からの脱ガスが表層環境に与えた影響を論じる。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，地球史最大のマントル物質噴出イベントである中央大西洋洪水玄武岩（CAMP）が形成された三畳紀末（2億100万年前）において，マントルから大気へともたらされた炭素や窒素，特に窒素ガス（N2）の影響を同位体比記録として正確に復元することが目的である。令和6年度には，St. Audrie's Bay siteで得られたの堆積物12層準から単離された各種ポルフィリン（クロロフィルの中心環の化石分子），特にクロロフィルa起源と考えられるDPEP（Deoxophylloerythroetioporphyrin）の炭素・窒素同位体比の測定に成功した（d13C: -21 to -27‰; d15N: -3 to +8‰）。この分析結果をもとに，当時の海洋一次生産者（植物プランクトン）の精確な炭素・窒素同位体比を復元した。三畳紀末の海洋の炭素同位体比異常は，シアノバクテリアの微生物マットの出現に由来している可能性が示唆された。また，三畳紀末の絶滅イベント中およびその後に，生物学的窒素固定の寄与が大幅に増加したことが判明した。環境条件を特徴付けるバイオマーカーのデータに基づき、生物による窒素同化における窒素固定の割合を算定したところ、沿岸堆積環境では異常な高値であることが判明した。このような増加は、大規模火成活動による環境変化と関連していると考えられ，大規模火成活動，つまりCAMPに起因する他の絶滅イベントや気候変動においても共通の特性である可能性が高いと考えられた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
令和6年度内にポルフィリンの窒素同位体比の測定がほぼ終了し，その地球科学的解釈のフェーズに移りつつある。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和7年度は，本研究のこれまで成果をまとめた速報論文を投稿するとともに，モデルを用いたシミュレーションによって地球内部と地球表層環境との関連性を論じる。
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