2019 Fiscal Year Annual Research Report
Core-mantle co-evolution constrained from isotopes
| Project Area | Interaction and Coevolution of the Core and Mantle: Toward Integrated Deep Earth Science |
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| Project/Area Number |
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, 海洋機能利用部門(海底資源センター), センター長 (70251329)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
野村 龍一 京都大学, 白眉センター, 特定准教授 (40734570)
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)
下田 玄 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 地質調査総合センター, 研究グループ長 (60415693)
石川 晃 東京工業大学, 理学院, 准教授 (20524507)
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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 / タングステン同位体 / 元素分配 / 微小領域分析 / 高温高圧実験 / ハロゲン元素の分配 / 超高精度同位体分析 / 白金族元素 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
軽元素のひとつである水素の高圧での挙動を調べるため，歪んだルチル構造をとる含水鉱物中の水素結合の圧力応答について中性子回折実験により調べ，初めて水素結合の対称化と弾性波速度の変化の関連を明らかにし，同位体効果が顕著であることを明らかにした。
一方，深部マントルの化学組成を制約するため，海洋プレートの全マントル循環に関する地球化学的モデルの構築を行った。その結果，海洋プレート下部に存在する蛇紋岩層の脱水が，マントルの同位体組成不均一性を作るのに重要な役割を果たしていることが明らかとなった。特に鉛の同位体比の多様性を説明するには，蛇紋岩層に含まれる含水鉱物がコアマントル境界まで水を保持する必要がある。この結果は，論文にまとめ出版された。
182Wは核形成時に親核種との分別で同位体比に変動が生じたと考えられ，核－マントル相互作用の痕跡を知ることのできる数少ない同位体である。マントル深部起源と考えられるルイビル海山列から採取した玄武岩とプルーム起源のエチオピアの玄武岩の182W同位体組成を分析した。その結果，ルイビルの玄武岩は現在のマントルの平均値と誤差範囲で一致し，核－マントル相互作用の明確な証拠は見られなかった。一方，エチオピアの玄武岩は現在のマントルの値より低く，中心核の物質を含んでいることが示唆された。182Wの親核種である182Hfが消滅する前に起きた地球深部でのHf-Wの分別を明らかにすることが，核－マントル相互作用による182W同位体組成の変動を明らかにする鍵のひとつである。そこで，マグマオーシャン環境下でのHfとWの溶融鉄と溶融ケイ酸塩との間での分配を理論計算班と第一原理計算によって制約を試みた。その結果，Hfは親石性，Wは強親鉄性を持ち，核分離の際にHf-W分別が起きたことを指示する結果となった。
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 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。
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[Journal Article] Progressive ocean oxygenation at ~ 2.2 Ga inferred from geochemistry and molybdenum isotopes of the Nsuta Mn deposit, Ghana2021
Author(s)
Kosuke T. Goto, Yasuhito Sekine, Takashi Ito, KatsuhikoSuzuki, Ariel D. Anbar, Gwyneth W. Gordon, Yumiko Harigane, Teruyuki Maruoka, Gen Shimoda, Teruhiko Kashiwabara, Yutaro Takaya, Tatsuo Nozaki, James R. Hein, George M. Tetteh, Frank K. Nyame, Shoichi Kiyokawa
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Journal Title
CHEMICAL GEOLOGY
Volume: 567
Pages: -
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Modern precipitation of hydrogenetic ferromanganese minerals during on-site 15-year exposure test2020
Author(s)
A. Usui, H. Hino, D. Suzushima, N. tomioka, Y. Suzuki, M. Sunamura, S. Kato, T. Kashiwabara, S. Kikuchi, G.-i. Uramoto, K. Suzuki, K. Yamaoka
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Journal Title
Scientific Reports
Volume: 10
Pages: -
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Triassic marine Os isotope record from a pelagic chert succession, Sakahogi section, Mino Belt, southwest Japan2019
Author(s)
Nozaki, T., Nikaido, T., Onoue, T., Takaya, Y., Sato, K., Kimura, J.-I., Chang, Q., Yamashita, D., Sato, H., Suzuki, K., Kato, Y., Matsuoka, A.
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Journal Title
Journal of Asian Earth Sciences: X
Volume: 1
Pages: -
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] Re-Os isotope and PGE signatures of the deep-sea deposits from the Japanese accretionary complex: Implications for the Late Triassic impact event2019
Author(s)
Sato, H., Nozaki, T., Ishikawa, A., Onoue, T., Kimura, J.-I., Chang, Q., Suzuki, K.
Organizer
3rd International Congress on Stratigraphy strati 2019
Int'l Joint Research
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[Presentation] Triassic marine Os isotope record reconstructed from a pelagic chert succession, Sakahogi section, Mino Belt, southwest Japan2019
Author(s)
Nozaki, T., Nikaido, T., Onoue, T., Takaya, Y., Sato, K., Kimura, J.-I., Chang, Q., Yamashita, D., Sato, H., Suzuki, K., Kato, Y., Matsuoka, A.
Organizer
日本地球惑星科学連合2019年大会
Invited
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[Presentation] PGE and Os isotope variation in the gabbros and peridotites from the Oman DP drilling cores in the Samail ophiolite, Oman2019
Author(s)
Ryoko Senda, Katsuhiko Suzuki, Tomoaki Morishita, Eiichi TAKAZAWA, Katsuyoshi Michibayashi, Peter B Kelemen, Damon AH Teagle, Jude Ann Coggon, Marguerite Godard, The Oman DP Science Party
Organizer
日本地球惑星科学連合2019年大会
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