2020 Fiscal Year Annual Research Report
Water-rock reactionis in Solar System bodies
Project Area | Aqua planetology |
Project/Area Number |
17H06455
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Research Institution | Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology |
Principal Investigator |
渋谷 岳造 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 超先鋭研究開発部門(超先鋭研究プログラム), 主任研究員 (00512906)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高谷 雄太郎 早稲田大学, 理工学術院, 主任研究員(研究院准教授) (10636872)
深海 雄介 学習院大学, 理学部, 助教 (10754418)
廣瀬 丈洋 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 超先鋭研究開発部門(高知コア研究所), グループリーダー (40470124)
中村 謙太郎 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (40512083)
西澤 学 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 超先鋭研究開発部門(超先鋭研究プログラム), 研究員 (60447539)
柏原 輝彦 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), 研究員 (70611515)
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Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2022-03-31
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Keywords | 宇宙生物学 / 太陽系科学 / 地球化学 / 水循環 / 水-岩石反応 |
Outline of Annual Research Achievements |
本計画研究では、(1)リュウグウ母天体で起きていたと予想される水-岩石反応の予測と検証、(2)火星、エンセラダス、エウロパの海水化学組成の推定、(3)高温高圧下での水-岩石反応で発生する熱水組成の推定、(4)海底熱水環境と氷-海水境界における代謝可能エネルギーの推定、を目的としている。 令和2年度は、水-岩石反応実験・モデリングを継続し、代謝可能エネルギー計算を進めた。渋谷(代表)と本課題で雇用するポスドク研究員は、初期火星を模した水-岩石反応実験・熱力学モデリングを行い、5000気圧水-岩石反応実験装置の運用を開始した。廣瀬(分担)は、熱水環境下変形透水システムの運用を継続するとともに、これまで行ってきた低~高速摩擦実験の固体生成物解析を進めた結果、氷天体内部の岩石摩擦によって水素が発生する可能性を示した。西澤(分担)は、初期火星大気を模した光化学・放電実験を継続して行い、窒素生成物の量比が光の波長や放電電圧に依存して変化することを明らかにした。柏原(分担)は、鉄マンガン炭酸塩の表面の反応性の解析に着手することで、初期反応である海水-鉄マンガン酸化物間で起こるいくつかの元素の同位体分別を解析することの重要性を見出し、同位体分析に必要な前処理法の開発を進めた。高谷(分担)は、エウロパの地殻内を模した高温の水-岩石反応実験を継続して行った結果、400度以上の高温で水素が発生しうることを明らかにした。中村(分担)は、引き続きエウロパの海底熱水系を模した水-岩石反応モデリングと熱水系における代謝可能エネルギー計算を行い、潜在的なバイオマスを推定した。深海(分担)は、天然試料の分析と吸着実験の結果から、海洋環境で観察される同位体分別の変化が鉱物に吸着される際の価数の違いで説明できる可能性を示した。また、渋谷はA01班内での連携強化及び本計画研究の統括を行った。
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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2年度は、新規に導入した5000気圧水-岩石反応実験装置の運用を開始したものの、シール部の劣化が当初の予想より早かったために圧力低下が起きてしまうという問題が発生した。このため、エウロパを模した低温水-岩石反応解析についてやや遅れが生じたものの、当初の予定通り熱力学モデリングをバックアップ方法として高圧の水-岩石反応を解析することで計画をほぼ予定通り進めることができた。一方、他の装置を用いた実験と熱力学モデリングについては当初の予定をやや上回るペースで進めることができている。このようなことから、全体の進捗状況は「おおむね順調に進展している」と判断した。
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Strategy for Future Research Activity |
5000気圧水-岩石反応実験装置の圧力低下の問題を解決するために、異なる材質のシール部品を用いて実験を行う。問題が解決されればエウロパの低温水-岩石反応実験を行い、その結果を熱力学モデリング結果の解釈に用いる。また、他の実験結果を引き続き解析し、他天体での水-岩石反応モデルや熱水系における生命圏モデルの構築を目指した水-岩石反応熱力学モデリングと代謝エネルギー計算を進める。
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Research Products
(97 results)
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[Presentation] Impact-induced hydrothermal systems on early Earth: Potential places for efficient CO2 reduction and formation of complex organic molecules2020
Author(s)
Kaneko, K., Sekine, Y., Shibuya, T., Ueda, H., Noda, N., Genda, H. Takahashi, Y.
Organizer
AGU Fall Meeting 2020
Int'l Joint Research
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[Presentation] Depth dependent spatial variation of pore size and permeability for sediments at the Nankai accretionary prism2020
Author(s)
Tanikawa, W., Inoue, K., Hashimoto, Y., Tadai, O., Kitamura, M., Hamada, Y., Hirose, T., Lin, W.
Organizer
AGU Fall Meeting 2020
Int'l Joint Research
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[Presentation] In situ quantitative analysis of compositions of deep-sea hydrothermal vents using LIBS and chemometric analysis2020
Author(s)
Takahashi, T., Yoshino, S., Takaya, Y., Nozaki, T., Ohki, K., Ohki ,T., Sakka, T., Thornton, B.
Organizer
11th International Conference on Laser-Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS2020)
Int'l Joint Research / Invited
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[Presentation] Formation process of a unique hydrous micrometeorite with abundant Fe-rich saponite and Fe sulfide2020
Author(s)
Shimizu, S., Kikuchi, S., Nakamura, T., Matsumoto, M., Shibuya, T., Engrand, C., Duprat, J.
Organizer
JpGU-AGU Joint Meeting 2020
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[Presentation] H2-rich hydrothermal environment in the Enceladus’ subsurface ocean2020
Author(s)
Shibuya, T., Numaho, S., Ueda, H., Kikuchi, S., Takaya, Y., Saito, T., Abe, M., Tomita M., Takai K.
Organizer
JpGU-AGU Joint Meeting 2020
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[Presentation] Radioactivity and its environmental behavior in soil samples collected from Fukushima prefecture2020
Author(s)
Sato, K., Kanke, T., Haga, S., Yoshida, S., Ichijo, Y., Kumagai, H., Makabe, A., Shibuya, T.
Organizer
JpGU-AGU Joint Meeting 2020
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[Presentation] Relationship between isotope fractionation and valence of tellurium adsorbed on the Fe-Mn oxides from seawater2020
Author(s)
Fukami, Y., Kashiwabara, T., Amakawa, H., Shibuya, T., Usui, A., Suzuki, K.
Organizer
JpGU-AGU Joint Meeting 2020
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[Presentation] Spectral evidence for the distant origin and water-rock differentiation of large C-type asteroids2020
Author(s)
Kurokawa, H., Shibuya, T., Sekine, Y., Ehlmann, B. L., Usui, F., Kikuchi, S., Yoda, M.
Organizer
JpGU-AGU Joint Meeting 2020
Invited
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[Presentation] Ocean oxidation and microbial activity just after the Marinoan Snowball Earth2020
Author(s)
Komiya, T., Anzai,, M., Maruoka, T., Matsui, Y., Nishizawa, M., Sawaki, Y.
Organizer
JpGU-AGU Joint Meeting 2020
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[Presentation] Fish debris and rare-earth deposition caused by topographically induced upwelling in the latest Eocene2020
Author(s)
大田隼一郎, 安川和孝, 野崎達生, 高谷雄太郎, 見邨和英, 藤永公一郎, 中村謙太郎, 臼井洋一, 木村純一, 常青, 加藤泰浩
Organizer
JpGU-AGU Joint Meeting 2020
Invited
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[Presentation] 多変量解析及び同位体分析に基づく北西太平洋深海堆積物の地球化学的特徴2020
Author(s)
安川和孝, 田中えりか, 宮崎隆, Bogdan Vaglarov, 常青, 大田隼一郎, 中村謙太郎, 藤永公一郎, 町田嗣樹, 岩森光, 加藤泰浩
Organizer
JpGU-AGU Joint Meeting 2020
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[Presentation] High Fluid Pressure Patch beneath the Decollement as a Potential Source of Slow Earthquakes at the Nankai Trough2020
Author(s)
Hirose, T., Hamada, Y., Tanikawa, W., Kamiya, N., Yamamoto Y., Tsuji, T., Kinoshita, M.
Organizer
JpGU-AGU Joint Meeting 2020
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[Presentation] Fish debris and rare-earth deposition event in latest Eocene revealed by osmium isotope stratigraphy2020
Author(s)
Ohta, J., Yasukawa, K., Nozaki, T., Takaya, Y., Mimura, K., Fujinaga, K., Nakamura, K., Usui, Y., Kimura, J.-I., Chang, Q., Kato, Y.
Organizer
Goldschmidt 2020
Int'l Joint Research
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[Presentation] Marine Os isotope record during the Eocene hyperthermals in the Indian ocean: Implication for Continental Silicate Weathering Feedback2020
Author(s)
Tanaka, E., Yasukawa, K., Ohta, J., Nakamura, K., Ravizza, G., Kato, Y.
Organizer
Goldschmidt 2020
Int'l Joint Research
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[Presentation] 南鳥島レアアース泥研究の現状と課題2020
Author(s)
加藤泰浩, 安川和孝, 中村謙太郎, 藤永公一郎, 髙谷雄太郎, 大田隼一郎, 町田嗣樹, 見邨和英, 田中えりか, 野崎達生, 飯島耕一
Organizer
第36回希土類討論会
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[Presentation] 南鳥島レアアース泥を用いたレアアース精製と製品試作2020
Author(s)
藤永公一郎, 高谷雄太郎, 室田忠俊, 小野茂, 治田晃男, 堂本幸輝, 村崎嘉典, 塩原雅美, 藤井昇, 原田陽夫, 野崎達生, 足立吟也, 加藤泰浩
Organizer
第36回希土類討論会
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[Presentation] 堆積年代に基づく超高濃度レアアース泥の成因の解明2020
Author(s)
大田隼一郎, 安川和孝, 野崎達生, 髙谷雄太郎, 見邨和英, 藤永公一郎, 中村謙太郎, 臼井洋一, 木村純一, 常青, 加藤泰浩
Organizer
第36回希土類討論会
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