2016 Fiscal Year Annual Research Report
| Project Area | Hadean Bioscience |
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26106005
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
磯崎 行雄 東京大学, 大学院総合文化研究科, 教授 (90144914)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
堤 之恭 独立行政法人国立科学博物館, 地学研究部, 研究主幹 (00370990)
鈴木 寿志 大谷大学, 文学部, 教授 (60302288)
尾上 哲治 熊本大学, 大学院先端科学研究部(理), 准教授 (60404472)
趙 大鵬 東北大学, 理学研究科, 教授 (70304665)
高畑 直人 東京大学, 大気海洋研究所, 助教 (90345059)
山本 伸次 横浜国立大学, 大学院環境情報研究院, 准教授 (30467013)
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| Project Period (FY) |
2014-07-10 – 2019-03-31
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| Keywords | 冥王代 / ジルコン / 地球最古物質 / U-Pb年代 / リン灰石包有物 / トモグラフィー / 始原大陸地殻 / ヘリウム３ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
磯崎・堤・山本：開発した自動ジルコン分離装置を用いて大量のジルコンを選別した結果、約200粒の冥王代粒子を確保できた。中でも地球最古年代である43億年前の年代を持つ粒子を10粒得た。その中に含まれる微小な包有物の解析を進め、生命に不可欠な元素リンおよび水酸基（水）を含むリン灰石を同定した。サイクロン式比重選鉱気を導入し、岩石試料約5kgから一度にジルコン数万粒を回収することに成功した。また研磨しない未処理ジルコン粒子表面のPb同位体比のみを短時間測定することでU/Pb比測定なしで測定粒数を飛躍的に増やすことを試み、ワイオミングのBeartooth産岩石を例に短時間で多数を選別できるようになった。
趙：月震波トモグラフィーから、高濃度トリウム地域でS波速度が遅いことを発見し,放射性熱源元素濃集が原因で低速度異常を生じたことが推定された.熱源元素に濃集したマグマオーシャンの最終固化層が, 重力不安定のため沈降, あるいはマントル下部とオーバーターンした結果と説明できることがわかった.
尾上・高畑・磯崎：冥王代以降の地球外物質フラックスを定量的に求めるために，深海相遠洋性堆積岩を対象としたヘリウム同位体分析を行った結果、従来報告されていない高濃度で3Heが含まれること、また得られた3He/4He比のパターンがフラレンもしくは惑星間塵のパターンに類似することが明らかになった．
鈴木・磯崎：ナイロビ西方のギシェル珪藻土鉱山とホマ半島の古ヴィクトリア湖堆積層の現地調査し、ホモ属の進化が促された時期の珪藻土層、およびカーボナタイト由来の高放射線量下で堆積した堆積層の確認により、高放射線量下での生物進化について検討できる対象を発見した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
自動鉱物選別装置による地球最古物質の探索は予想以上の成果をもたらしている。特に自動鉱物分離装置の開発と年代測定方法の工夫により、これまで膨大な時間を要した分離／同定作業を極めて迅速に進めることが可能となった。その結果、地球最古物質である43億年前ジルコンを９粒得ることができた（従来は３粒のみだった）。またその中の包有物に生命必須のリンや水を含むアパタイトを発見し、少なくとも43億年前には生命出現のための基本条件が用意されていたコトォシメした意義は大きい。これらの成果の一部は、すでに複数の論文として国際学術誌に投稿中である。
また地球表層には残されていない原初大陸地殻が月の表面には存在しており、かつ地下のマントルに沈積したその残骸がある可能性が、月震のトモグラフィー解析から明示できる可能性が明らかになった。これについても予察的な結果を論文化し、すでに国際学術誌に印刷され、また後続の論文を投稿中である。
過去に宇宙起源物質がどの程度地球表層へ流入したのかを探った結果、地層中の微量なヘリウム同位体の測定で、検証可能なことを示すことができた。こrは、古い時代の記録を調べる際の新しい手法の開発に他ならず、新しい研究分野が開かれた。今後、より古い試料から同様の情報を取り出し、冥王代地球における宇宙の影響をチェックできることが期待される。さらに、冥王代の地球表層環境に類似していると想定されるアフリカ、リフトバレーの予備調査の結果、放射性元素に富む熔岩層の近傍で高い放射能が記録されていることが判明し、今後新たな観点から人類を含む動物の急速な多様化と含放射性マグマ活動との関係を解明できる可能性が確実になった。
いずれも新しい研究手法の開発が進んだため、本計画の後半で期待以上の成果が出る可能性がうかがえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
上記の成果を踏まえ、来年度以降は継続して地球最古物質の探索を進める。特にジルコン中の微小包有物を同定するため、自動選別機にラマン分光計を併設し、より迅速かつ高精度で分析を行えるシステムに発展させる準備を進めている。また具体的な最古期地殻の探索については、地震波トモグラフィーの解像度を上げ、マントルの底に存在が予想される冥王代地殻残骸の地震学的同定を進める予定である。一方、ヘリウム３に着目した過去の地球外物質フラックスの検出についても、予察的データが揃ってきたので、これまでより古い年代（古生代および銭カンブリア時代）の岩石試料から同様なシグナルを見つけることを目指す。またリフトバレーでの野外調査と放射性元素濃集層の検出方法にメドがついたので、2017年度に詳しい地質調査と試料採取を進める予定である。
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[Journal Article] High-reliability zircon separation for hunting the oldest material on Earth: an automatic zircon separator with image-processing/microtweezers-manipulating system and double-step dating2017
Author(s)
Isozaki, Y., Yamamoto, S., Sakata, S., Obayashi, H., Hirata, T., Obori, K., Maebayashi, T., Takeshima, S., Ebisuzaki, T., and Maruyama, S.
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Journal Title
Geoscience Frontiers
Volume: 印刷中
Pages: 印刷中
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Bolide impact triggered the Late Triassic extinction event in equatorial Panthalassa.2016
Author(s)
Onoue, T., Sato, H., Yamashita, D., Ikehara, M., Yasukawa, K., Fujinaga, K., Kato, Y., Matsuoka, A.
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Journal Title
Scientific Reports
Volume: 6
Pages: -
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Occurrence and geochronology of the Eoarchean, 3.9 Ga, Iqaluk Gneiss in the Saglek Block, northern Labrador, Canada: Evidence for the oldest supracrustal rocks in the world.2016
Author(s)
Shimojo, S., Yamamoto, S., Sakata, S., Yokoyama, T.D., Maki, K., Sawaki, Y., Ishikawa, A., Aoki, K., Aoki, S., Koshida, K., Tashiro, T., Hirata, T., Collerson, K.D., Komiya, T.
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Journal Title
Precambrian Research
Volume: 278
Pages: 218-243
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Presentation] Oceanic Anoxic Event at the Carnian/Norian Boundary Interval in the Black Bear Ridge Section, British Columbia, Canada2016
Author(s)
Onoue, T., Zonneveld, J-P., Orchard, M., Yamashita, K., Sato, H., Kusaka S.
Organizer
Goldschmidt Conference
Place of Presentation
Pacifico-Yokohama （神奈川県横浜市）
Year and Date
2016-06-28
Int'l Joint Research
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