2015 Fiscal Year Annual Research Report
多元素同位体比分析による古代西アジアにおける古環境復元
| Project Area | Ancient West Asian Civilization as the foundation of all modern civilizations: A counter to the 'Clash of Civilizations' theory. |
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| Project/Area Number |
24101010
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
丸岡 照幸 筑波大学, 生命環境系, 准教授 (80400646)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
池端 慶 筑波大学, 生命環境系, 助教 (70622017)
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| Project Period (FY) |
2012-06-28 – 2017-03-31
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| Keywords | 環境変動解析 / 同位体 / 質量分析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
[1]酸素同位体比分析装置の開発：リン酸イオンの酸素同位体比測定のために必要となるタンタル炉をH25年度に導入した。このとき高温から冷却する時に炉心管接続部分で真空漏れが生じることがわかり、H26年にはその対応として炉心管の長さを長くして熱源と接続部分の距離を大きくすることで漏れを防いだ。しかし、炉心管の体積を大きくしたことにより、ガスが拡がり、感度が低下した。これを解決するために、他の不要な配管の見直しなどにより、体積減少を試み、感度を上昇させることができ、高精度測定が可能になった。
炭酸、硫酸の酸素同位体比分析にも着手した。それぞれの化学種によって酸素の抽出効率が異なる。特にCaCO3では、CO3のうちの2酸素原子は容易に抽出が可能であるが、残り一つの原子の抽出は本装置の最高温度の2000℃においても難しいことが分かった。ただし、抽出比率は温度によらず一定であり（正確に2/3になる）、適切な標準試料を用いて測定し、炭酸カルシウムに限定するなどの方針で測定は可能になる。BaCO3では異なる傾向を示した。混合物を扱う場合や同じバッチに塩基の異なる炭酸塩を扱う場合などには注意が必要となる。これらの測定で得たデータをもとに日本質量分析学会・同位体比部会研究集会で「連続フロー型同位体質量分析装置による固体試料の酸素同位体比分析」というタイトルで発表した。
[2] 低濃度硫黄試料の同位体比分析：硫黄は反応性が高いガスであり、低濃度になるほどその影響が如実に表れる。特に、発生したガスの分離に使うガスクロマトグラフィーカラムの設定に大きく依存することが分かってきた。この手法を用いて岩石試料の同位体比分析を進めた。骨コラーゲンにおいても扱える硫黄量は少ないので、このような手法の確立は不可欠である。また、試料中のC/S比が測定値に影響を与える可能性が示された。この確認も不可欠になる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
リン酸酸素分析用に導入した高温炉の感度改善に時間を多くの費やすことになった。必要のない体積を減少させつつ、ガスの流れを適切に保つ必要があり、トライアンドエラーを繰り返す必要があった。最終的には当初予想していた程度には感度を上げることができた。
考古資料をできるだけ破壊せずに分析するためには、より少ない量での高感度分析が必要不可欠である。また、このような検討は、酸素以外の同位体比分析にも共通していることであり、無駄にはならない。
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| Strategy for Future Research Activity |
酸素同位体比分析を確立するために、さらに基礎データをとる必要がある。特に、炭酸塩鉱物・硫酸塩鉱物に関するデータが少ない。さらに酸塩鉱物のようなこれまで扱いにくかった物質の酸素同位体比分析も可能になるかもしれないと考えている。これには酸素抽出を効率化するハロゲン系の添加物が必要であるという報告があり、試す価値はある。これらを通じた分析により、火山活動、隕石衝突など人類の活動に関わる環境変動要因に関して、それらを適切に読み取る方法論を確立する。
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[Journal Article] Sulphur geodynamic cycle2015
Author(s)
Takanori Kagoshima, Yuji Sano, Naoto Takahata, Teruyuki Maruoka, Tobias P Fischer, Keiko Hattori
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Journal Title
Scientific Reports
Volume: 5
Pages: 1-6
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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