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炭酸カルシウムコンクリーションから探る地球・火星の古環境

Publicly Offered Research

Project AreaAqua planetology
Project/Area Number 18H04459
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

城野 信一  名古屋大学, 環境学研究科, 准教授 (20332702)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Fiscal Year 2018: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Keywords炭酸カルシウム / 空間分布 / 沈殿 / 溶解 / 炭酸塩コンクリーション / 古環境 / 地球 / 火星 / コンクリーション / ナバホ砂岩 / 鉄コンクリーション / ブルーベリー / モキマーブル
Outline of Annual Research Achievements

1:前年度に行なった炭酸カルシウムの沈殿実験の結果,沈殿物の空間分布はランダムに近いことが明らかとなった.しかし一方で,実際に発見されている鉄コンクリーションの空間分布はランダムな分布からずれていると報告がされている.核形成プロセスは確率過程であるので,はじめに形成される沈殿物の空間分布はランダムになることが期待される.このまま沈殿物が成長してゆけば,最終的な空間分布もランダムになる.しかし,沈殿物が成長してゆく過程で隣の沈殿物と合体すれば,沈殿物の大きさに変化が生じることになる.大きな沈殿物と小さな沈殿物がある状態で地下水の状態が変化し,逆に溶解が進行したとすると,小さな沈殿物は消滅して大きな沈殿物が残ることになる.このプロセスにより,当初は空間的にランダムな分布をしていても.その後の成長と溶解プロセスにより空間分布が変化する可能性がある.そこで数値シミュレーションによりこの変化が実際に起こりうるかどうか検討した.はじめに小さな沈殿物を空間的にランダムに配置する.それぞれの沈殿物は一定速度で成長する.成長が進むと沈殿物が合体することもおこる.このようにしてある程度成長させた後,逆に一定速度で沈殿物を溶解させる.小さな沈殿物は消滅し,大きな沈殿物は生き残る.溶解終了後の沈殿物の空間分布を計測したところ,ランダムな分布からは明らかにずれていることが明らかとなった.



2:炭酸カルシウムコンクリーションと,鉄イオンを含んだ酸性の地下水が反応して鉄コンクリーションが形成される過程を数値シミュレーションした.その結果,鉄コンクリーションの形成時間は数千年,地下水のpHは4.5-6, 鉄イオン濃度は0.001mmol/L以上と制約することができた.

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2021 2020 2019 2018

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

  • [Journal Article] Numerical simulation of iron oxide concretions on Earth and Mars through calcite dissolution2021

    • Author(s)
      Sirono Sin-iti、Shibata Takuma、Katsuta Nagayoshi、Yoshida Hidekazu
    • Journal Title

      Geochimica et Cosmochimica Acta

      Volume: 295 Pages: 194-206

    • DOI

      10.1016/j.gca.2020.12.017

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 鉄コンクリーションから推測する地下水組成2020

    • Author(s)
      城野信一
    • Organizer
      日本惑星科学会2020年秋季講演会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Numerical Simulation of Iron Oxide Concretion Formation On Earth and Mars2020

    • Author(s)
      S. Sirono
    • Organizer
      JPGU-AGU Joint assembly
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 炭酸カルシウムコンクリーションの形態とその形成条件2019

    • Author(s)
      城野信一
    • Organizer
      第4回実験惑星科学セミナー
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 炭酸カルシウムコンクリーションから探る地球・火星の古環境2018

    • Author(s)
      城野信一
    • Organizer
      新学術領域「水惑星」第二回全体会議
    • Related Report
      2018 Annual Research Report

URL: 

Published: 2018-04-23   Modified: 2021-12-27  

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