2021 Fiscal Year Final Research Report

Water-rock reactionis in Solar System bodies

Planned Research

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Project Area	Aqua planetology
Project/Area Number	17H06455
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
Allocation Type	Single-year Grants
Review Section	Science and Engineering
Research Institution	Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology
Principal Investigator	Shibuya Takazo 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)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	高谷雄太郎東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 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), 研究所長代理 (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), 副主任研究員 (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), 副主任研究員 (70611515)
Project Period (FY)	2017-06-30 – 2022-03-31
Keywords	太陽系天体 / 水-岩石反応 / 熱水活動 / 地下水 / 地球外生命 / 代謝エネルギー
Outline of Final Research Achievements	Based on experiments and thermodynamic modeling, we reproduced water-rock reactions in early Mars, icy satellites such as Enceladus and Europa where internal oceans exist beneath their ice crusts, and the parent body of Ryugu that is the target asteroid of Hayabusa2 mission. As a result, we revealed 1) physico-chemical conditions of water-rock reactions in the parent body of Ryugu, 2) chemical compositions of water environments in early Mars, Enceladus and Europa, 3) compositions of hydrothermal fluids generated by high-temperature water-rock reactions, and 4) distributions of bioavailable energies in water environments. We proposed that “sustainable supply of bioavailable energies” can be added as the second criterion of habitability of extraterrestrial bodies to the primary criterion “presence of liquid water” that has long been used exclusively.
Free Research Field	地質学、地球化学、アストロバイオロジー
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	本計画研究では、「持続可能な代謝可能エネルギー供給」が太陽系の水を保持する天体において熱水環境や湖水環境などの局所的な環境で起きている（いた）ことを明らかにした。これにより、地球外の天体においても「持続可能な代謝可能エネルギー供給」について、科学的に検証可能であることを証明した。この成果は、将来の地球外生命探査における具体的な探査対象環境や探査対象生物を選定する上での具体的な指標になるだけでなく、太陽系天体の水環境が地球における生命の起源と初期進化を明らかにする上でも重要な類似環境であることを意味している。