Molecular Geochemical Analysis for Aqua-planetology

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project Area: Aqua planetology
• Project/Area Number: 17H06458
• 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: Kanazawa University
• Principal Investigator: Fukushi Keisuke 金沢大学, 環日本海域環境研究センター, 教授 (90444207)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 木村 正雄 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 教授 (00373746) ; 高橋 嘉夫 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (10304396) ; 佐久間 博 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点, 主幹研究員 (20400426) ; 若林 大佑 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 助教 (20759964) ; 武市 泰男 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 助教 (40636461) ; 中田 亮一 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), 主任研究員 (50726958) ; 癸生川 陽子 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 准教授 (70725374) ; 菅 大暉 公益財団法人高輝度光科学研究センター, 分光推進室, 研究員 (70827568) ; 山下 翔平 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 助教 (50779048) ; 光延 聖 愛媛大学, 農学研究科, 准教授 (70537951)
• Project Period (FY): 2017-06-30 – 2022-03-31
• Keywords: X線顕微鏡 / 分子地球化学プロキシ / 水質復元

Outline of Final Research Achievements

This project aims to: 1) promote molecular geochemical analysis using an analytical center centering on the Scanning transmission X-ray microscopy (STXM); 2) develop molecular geochemical proxies by analyzing water-rock reactions; and 3) elucidate the geochemical cycles and evolution of aqua-planets by applying 1 and 2 to extraterrestrial samples. For 1, a beamline was constructed at the High Energy Accelerator Research Organization (KEK) and STXM was installed. In 2, we developed molecular geochemical proxies for the water environment of aquaplanets, and reconstructed the water environment of early Mars and the inner oceans of ice satellites. In the third, we analyzed meteorite samples and returned samples from Hayabusa2 and other solar system explorations using STXM and other advanced methods.

Free Research Field

地球化学・鉱物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

地球化学分野では、地球試料の先端的分析や反応モデルの適用に基づく分子レベルからの積み上げにより、表層で生じる反応過程や物質循環の解析が展開されてきた。そしてこれらに基づき、地球の固相試料から、水環境の物理化学条件を復元する物質指標（プロキシ）が開発され、多方面に適用されてきた。本研究では、このような分子地球化学的手法を、火星や氷衛星内部海の探査データや「はやぶさ２」帰還試料に適用し、水惑星の進化に新たな知見を加えた。