2015 Fiscal Year Annual Research Report
| Project Area | Interaction and Coevolution of the Core and Mantle: Toward Integrated Deep Earth Science |
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15H05830
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| Research Institution | Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology |
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Principal Investigator |
鈴木 勝彦 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海底資源研究開発センター, グループリーダー (70251329)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
下田 玄 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 地質情報研究部門, グループ長 (60415693)
佐野 有司 東京大学, 大気海洋研究所, 教授 (50162524)
佐野 亜沙美 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 J－PARCセンター, 副主任研究員 (30547104)
野村 龍一 東京工業大学, 地球生命研究所, 研究員 (40734570)
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| Project Period (FY) |
2015-06-29 – 2020-03-31
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| Keywords | 核－マントル相互作用 / 同位体 / 高圧実験 / 元素挙動 / 酸化還元 / 地球の初期進化 / レイトベニア / 元素分配 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
核－マントル相互作用や地球の初期進化の化学的解明のために，計画研究申請書のロードマップにも記したように，超高精度の同位体分析，微小領域の同位体分析技術，および，高温高圧実験技術の研究開発に重きを置いた。地球深部条件下での同位体分配実験，およびその試料分析の際に必要となる標準試料合成のための高温高圧発生装置として，比較的大容量の試料が合成可能なピストンシリンダーを導入した。また，超高圧高温下の同位体の挙動を実験的に明らかにするためには，ダイアモンドアンビルセルによる温度勾配の無い高温加熱手法の開発が必要不可欠である。そこで均質加熱が可能な外部抵抗加熱，内部抵抗加熱法の発生可能温度を引き上げるべく，それぞれLaCrO3ヒーター，ボロン添加ダイアモンドヒーターの導入を行った。また，化学的目的に特化した高圧その場イメージング手法の開発(ラミノグラフィーの導入)を行った。高温高圧実験生成物の同位体分析のためにNanoSIMSを用いた極微小領域における各種元素，同位体を精密に分析する手法の開発に着手した。それと共に，下部マントル起源と識別するヘリウム同位体の分析方法について検討した。さらに，核に濃集しやすく，核－マントル相互作用による分別が期待できるOs，W，Pb同位体の超高精度分析手順の開発に着手し，質量分析計の分析条件の最適化を進めた。超高精度Os同位体分析には，負イオン表面電離型質量分析法を，W，Pb同位体比測定には，様々な条件の検討後に，多検出器型ICP質量分析計を用いることとした。
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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
核－マントル境界での化学反応による同位体分別を検出するため，極微小領域における各種元素を精密に分析する手法の開発に着手した。今年度は，鉛の他に水素や塩素といった軽元素の同位体にも着目し，NanoSIMSによる分析方法を検討した。高圧実験における元素，同位体分析のための標準試料合成に利用するピストンシリンダーを3月に導入し，次年度に実験条件の最適化を行い，標準物質の作成に着手する予定である。核－マントル相互作用の痕跡を天然試料に見出すための実験室を準備した。また，超高精度同位体分析のための表面電離型質量分析計，多重検出器型ICP質量分析計の整備を進めた。さらに，核－マントル相互作用を記録していると考えられる地球深部起源の岩石，例えば，マントル上昇流による火成活動と考えられている巨大火山岩岩石区であるオントンジャワ海台の岩石試料，ホットスポット火成活動による海洋島玄武岩などの岩石試料の入手を完了した。さらに，地球の初期進化を知るための40億年前のカナダAcasta変成岩の岩石試料を入手した，
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| Strategy for Future Research Activity |
ダイアモンドアンビル装置を用いた高温高圧実験において，均質な資料加熱が可能になり，また，高温高圧実験生成物の物性等をその場で観察する技術にさらなる進展が見られた。同位体班が前期に注力した微小試料測定技術と組み合わせることで，今後新たな展開がみられると考えられる。マントル構成鉱物間における水素同位体分配について，温度に加え圧力，構造の違いが与える影響について探るために，分配実験を行う。NanoSIMSを用いた極微小領域における各種元素を精密に分析する方法の開発を進める。また，数十億年前の岩石試料やアクセスが容易でない地域で採取される岩石試料は貴重であり，その量も限られている。それら試料の超高精度の同位体分析を行うには，ブランクを下げる必要がある。平成28年度に低ブランクの分析手法の開発を行う。また，多検出器型ICP質量分析計の最適化を行い，超高精度のW同位体比分析を可能にする。
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[Journal Article] Miocene to Pleistocene osmium isotopic records of the Mediterranean sediments2016
Author(s)
Junichiro Kuroda, Francisco J. Jimenez-Espejo, Tatsuo Nozaki, Rocco Gennari, Stefano Lugli, Vinicio Manzi, Marco Roveri, Rachel Flecker, Francisco J. Sierro, Toshihiro Yoshimura, Katsuhiko Suzuki and Naohiko Ohkouchi
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Journal Title
Paleoceanography
Volume: 31
Pages: 148-166
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] A Paleoarchean coastal hydrothermal field inhabited by diverse microbial communities: the Strelley Pool Formation, Pilbara Craton, Western Australia2015
Author(s)
K. Sugitani, K. Mimura, M. Takeuchi, T. Yamaguchi, K. Suzuki, R. Senda, Y. Asahara, S. Wallis, and M. J. Van Kranendonk
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Journal Title
Geobiology
Volume: 13
Pages: 522-545
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Re-Os isotope geochemistry in the surface layers of ferromanganese crusts from the Takuyo Daigo Seamount, northwestern Pacific Ocean2015
Author(s)
Tokumaru, A., Nozaki, T., Suzuki, K., Goto, K. T., Chang, Q., Kimura, J.-I., Takaya, Y., Kato, Y., Usui, A., Urabe, T.
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Journal Title
Geochemical Journal
Volume: 49
Pages: 233-241
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] High-temperature water-rock interactions and hydrothermal environments in the chondrite-like core of Enceladus2015
Author(s)
Yasuhito Sekine, Takazo Shibuya, Frank Postberg, Hsiang-Wen Hsu, Katsuhiko Suzuki, Yuka Masaki, Tatsu Kuwatani, Megumi Mori, Peng K. Hong, Motoko Yoshizaki, Shogo Tachibana, Sin-iti Sirono
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Journal Title
Nature Communications
Volume: 6
Pages: 1-8
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Isotopic evidence for a link between the Lyra Basin and Ontong Java Plateau2015
Author(s)
Tejada, M.L.G., Shimizu, K., Suzuki, K., Hanyu, T., Sano, T., Nakanishi, M., Nakai, S., Ishikawa, A., Chang, Q., Miyazaki, T., Hirahara, Y., Takahashi, T., Senda, R
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Journal Title
The Origin Evolution, and Environmental Impact of Oceanic Large igneous Provinces, Geological Society of America Special Paper / Geological Society of America
Volume: 511
Pages: 251-269
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] First exploration with logging while drilling for deep water hydrothermal deposits at Okinawa Trough2015
Author(s)
Yoshinori Sanada, Saneatsu Saito, Yohhei Hamada, Moe Kyaw Thu, Yukari Kido, Ken Takai, Hidenori Kumagai, Katsuhiko Suzuki, Masanori Kyo, Tomokazu Saruhashi, Shim Yen Han, Takashi Monden, Mark Davis, David Munoz, and CK14-04 Cruise member
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Journal Title
Proceedings of The 21th Formation Evaluation Symposium of Japan
Volume: -
Pages: -
Int'l Joint Research
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[Presentation] Ferromanganese crusts covered on slope of Takuyo-daigo seamount at 5,500m water depth2016
Author(s)
K. Iijima, A. Usui, K. Nishi, E. Shimizu, H. Takahashi, S. Uesugi, S. Kato, T. Kashiwabara, H. Amakawa, S. Kikuchi, B. Thornton and K. Suzuki
Organizer
International workshop on marine manganese minerals -Geology, Geochemistry, Microbiology, Exploration and Economics-
Place of Presentation
高知大学（高知県高知市）
Year and Date
2016-03-18
Int'l Joint Research
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[Presentation] 深海熱水噴出孔における自然発電の実証と電気生態系の調査2016
Author(s)
山本 正浩, 中村 龍平, 川市 智史, 笠谷 貴史, 谷崎 明子, 阿部 真理子, 津田 美和子, 高木 善弘, 熊谷 英憲, 鈴木 勝彦, 高井 研
Organizer
ブルーアース 2016
Place of Presentation
東京海洋大学 品川キャンパス（東京都港区）
Year and Date
2016-03-08
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[Presentation] Identification and characterization of the active hydrothermal deposits in Okinawa Trough, SW Japan: Estimates from logging-while-drilling2015
Author(s)
Saito, S., Sanada, Y., Moe, K., Kido, Y., Hamada, Y., Kumagai, H., Nozaki, T., Takai, K., Suzuki, K.
Organizer
American Geophysical Union (AGU) Fall Meeting 2015
Place of Presentation
サンフランシスコ（アメリカ）
Year and Date
2015-12-16
Int'l Joint Research
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[Presentation] Os isotope stratigraphy and chemical speciation of elements of ferro-manganase crusts from the Western Pacific seamounts2015
Author(s)
Suzuki, K., Goto, K., Nozaki, T., Kashiwabara, T., Iijima, K., Usui, A.
Organizer
The Asian Marine Geology (ICAMG-8) Conference
Place of Presentation
済州島（韓国）
Year and Date
2015-10-05
Int'l Joint Research
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[Presentation] CK14-04 航海から採取された沖縄トラフ掘削コア試料中の硫化鉱物2015
Author(s)
戸塚 修平, 堤 彩紀, 石橋 純一郎, 島田 和彦, 野崎 達生, 高谷 雄太郎, 山崎 徹, 高井 研, 熊谷 英憲, 川口 慎介, 宮崎 淳一, 正木 裕香, 久保 雄介, 鈴木 勝彦
Organizer
2015年度 日本地球化学会 第62回年会
Place of Presentation
横浜国立大学 常盤台キャンパス（神奈川県横浜市）
Year and Date
2015-09-17
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[Presentation] オントンジャワ海台玄武岩の強親鉄性元素組成2015
Author(s)
石川 晃, 越田 渓子, 小宮 剛, 宇都宮 敦, Maria Luisa Tejada, 鈴木 勝彦, 佐野 貴司
Organizer
2015年度 日本地球化学会 第62回年会
Place of Presentation
横浜国立大学 常盤台キャンパス（神奈川県横浜市）
Year and Date
2015-09-16
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[Presentation] Synchrotron X-ray perspective on formation mechanism of REY-rich mud in the eastern South Pacific2015
Author(s)
Kashiwabara, T., Toda, R., Nakamura, K., Yasukawa, K., Fujinaga, K., Nozaki, T., Takahashi, Y., Suzuki, K., Kato, Y.
Organizer
25th V.M. Goldschmidt conference
Place of Presentation
プラハ (チェコ)
Year and Date
2015-08-21
Int'l Joint Research
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[Presentation] Sedimentary PGE signatures of a chondritic impactor for a Upper Triassic impact event2015
Author(s)
Satou, H., Onoue, T., Shirai, S., Ebihara, M., Nozaki, T., Suzuki, K., Kiyokawa, S.
Organizer
25th V.M. Goldschmidt conference
Place of Presentation
プラハ (チェコ)
Year and Date
2015-08-19
Int'l Joint Research
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