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2017 Fiscal Year Research-status Report

火星の海および表層氷の進化史:火星隕石の地球化学的解析からの制約(国際共同研究強化)

Research Project

Project/Area Number 15KK0153
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

臼井 寛裕  東京工業大学, 地球生命研究所, 特任准教授 (60636471)

Project Period (FY) 2016 – 2018
Keywords火星隕石 / 水素同位体
Outline of Annual Research Achievements

本研究では,表層水を保持していた唯一の地球外天体である火星に着目し,表層酸化過程に重要な役割を果たす,海・氷床の消失過程の解明を目指す。具体的には、年代の特定されている隕石から得られた表層水の水素同位体比を入力パラメターとする水散逸モデルを用い,各時代間で消失した表層水および氷の総量を推定する。また,各時代における水の総量(固体水+液体水)と,地形情報から推定されている海水量(液体水)との差分から,固体水と液体水の量比を推定し,惑星表面温度や大気組成といった表層環境を決定付けるパラメターに制約を与える。
H29年度は、火星の水の消失時期・消失量と密接に関係する火星大気圧の時代進化をモデル化し、表層に水が存在していたとされる約40億年前の下限大気圧(0.5 bar)を決定した(Kurokawa et al. 2018 Icarus)。また、大気モデルにおいては、水素同位体比に加え窒素同位体比が重要な入力パラメターとなることが示された。そこで、共同研究先(カーネギー研究所)に設置されている二次イオン質量分析計(NanoSIMS 50L)を用い、火星隕石中に含まれる窒素の局所同位体分析法の開発を行った。また、本研究で使用する隕石の入手をより効率的に行うため、Institute of Meteoritics(University of New Mexico) と新たに研究協力関係を構築した

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

新たな共同研究者の参画により、本研究で使用する隕石の入手がスムーズに行えたため。

Strategy for Future Research Activity

最終年度(H31)に向け、火星表層水量進化モデルの論文化を目指す。論文化に向け実験データの取得および過去研究のレビューは終了している(Usui 2017 Nature; Usui et al. 2018 Volatiles In The Martian Crust)。

  • Research Products

    (22 results)

All 2018 2017 Other

All Journal Article (8 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 1 results) Presentation (12 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 4 results) Book (1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] A lower limit of atmospheric pressure on early Mars inferred from nitrogen and argon isotopic compositions2018

    • Author(s)
      Kurokawa Hiroyuki、Kurosawa Kosuke、Usui Tomohiro
    • Journal Title

      Icarus

      Volume: 299 Pages: 443~459

    • DOI

      10.1016/j.icarus.2017.08.020

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Re-Os isotope systematics and fractionation of siderophile elements in metal phases from CBa chondrites2018

    • Author(s)
      Nakanishi Nao、Yokoyama Tetsuya、Okabayashi Satoki、Usui Tomohiro、Iwamori Hikaru
    • Journal Title

      Meteoritics & Planetary Science

      Volume: 53 Pages: 1051~1065

    • DOI

      doi.org/10.1111/maps.13050

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] LDM (Life Detection Microscope): In Situ Imaging of Living Cells on Surface of Mars2018

    • Author(s)
      Akihiko YAMAGISHI, Takehiko SATOH, Atsuo MIYAKAWA, Yoshitaka YOSHIMURA, Satoshi SASAKI, Kensei KOBAYASHI, Yoko KEBUKAWA, Hikaru YABUTA, Hajime MITA, Eiichi IMAI, Takeshi NAGANUMA, Kazuhisa FUJITA, Tomohiro USUI
    • Journal Title

      TRANSACTIONS OF THE JAPAN SOCIETY FOR AERONAUTICAL AND SPACE SCIENCES, AEROSPACE TECHNOLOGY JAPAN

      Volume: 16 Pages: 299-305

    • DOI

      10.2322/tastj.16.299

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Glycine Polymerization on Oxide Minerals2017

    • Author(s)
      Kitadai Norio、Oonishi Hiroyuki、Umemoto Koichiro、Usui Tomohiro、Fukushi Keisuke、Nakashima Satoru
    • Journal Title

      Origins of Life and Evolution of Biospheres

      Volume: 47 Pages: 123~143

    • DOI

      10.1007/s11084-016-9516-z

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Coupled Pb isotopic and trace element systematics of the Tissint meteorite: Geochemical signatures of the depleted shergottite source mantle2017

    • Author(s)
      Moriwaki Ryota、Usui Tomohiro、Simon Justin I.、Jones John H.、Yokoyama Tetsuya、Tobita Minato
    • Journal Title

      Earth and Planetary Science Letters

      Volume: 474 Pages: 180~189

    • DOI

      10.1016/j.epsl.2017.06.044

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Martian water stored underground2017

    • Author(s)
      Usui Tomohiro
    • Journal Title

      Nature

      Volume: 552 Pages: 339~340

    • DOI

      10.1038/d41586-017-08670-y

  • [Journal Article] New constraints on shergottite petrogenesis from analysis of Pb isotopic compositional space: Implications for mantle heterogeneity and crustal assimilation on Mars2017

    • Author(s)
      Minato Tobita, Tomohiro Usui, Tetsuya Yokoyama
    • Journal Title

      GEOCHEMICAL JOURNAL

      Volume: 51 Pages: 81-94

    • DOI

      10.2343/geochemj.2.0446

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Precise isotope analysis of sub-nanogram lead by total evaporation thermal ionization mass spectrometry (TE-TIMS) coupled with a 204Pb/207Pb double spike method2017

    • Author(s)
      Fukami Yusuke、Tobita Minato、Yokoyama Tetsuya、Usui Tomohiro、Moriwaki Ryota
    • Journal Title

      Journal of Analytical Atomic Spectrometry

      Volume: 32 Pages: 848~857

    • DOI

      10.1039/C6JA00455E

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] MMXのサンプルサイエンス検討2018

    • Author(s)
      臼井寛裕, 岡崎隆司, 高野淑識, 橘省吾, 藤谷渉, 三浦弥生, 澤田弘崇
    • Organizer
      第18回 宇宙科学シンポジウム
  • [Presentation] 着陸機による火星環境探査リサーチグループの成果報告2018

    • Author(s)
      臼井寛裕, 佐藤毅彦, 亀田真吾, 宮本英昭, 山岸明彦, 藤田和央, 石上玄也, 火星着陸 RG
    • Organizer
      第18回 宇宙科学シンポジウム
  • [Presentation] 火星表層と世界の生命探査計画2018

    • Author(s)
      臼井寛裕
    • Organizer
      アストロバイオロジーセンターシンポジウム 2018
    • Invited
  • [Presentation] The Importance of Phobos Sample Return for Understanding the Mars-moon system2018

    • Author(s)
      Tomohiro Usui
    • Organizer
      Europlanet & International Space Science Institute Workshop "Role of Sample Return in Addressing Major Outstanding Questions in Planetary Sciences"
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 火星の水の歴史と分布2018

    • Author(s)
      臼井寛裕
    • Organizer
      第19回惑星圏研究会
  • [Presentation] Japanese Exploration of the Mars-Moon System2018

    • Author(s)
      Tomohiro Usui
    • Organizer
      Circumplanetary Disks and Satellite Formation
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Hydrogen reservoirs in Mars as revealed by SNC meteorites2017

    • Author(s)
      Tomohiro Usui
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2017年大会
  • [Presentation] 着陸機による火星環境探査リサーチグループの成果報告2017

    • Author(s)
      臼井寛裕, 佐藤毅彦, 亀田真吾, 宮本英昭, 山岸明彦, 藤田和央, 石上玄也, 火星着陸 RG
    • Organizer
      第50回 月・惑星シンポジウムプログラム
  • [Presentation] 揮発性物質探査の意義と無人・有人探査のメリット2017

    • Author(s)
      臼井寛裕
    • Organizer
      第50回 月・惑星シンポジウムプログラム
    • Invited
  • [Presentation] 火星―衛星圏への日本の将来探査計画2017

    • Author(s)
      臼井寛裕
    • Organizer
      日本地球化学会第64回年会
  • [Presentation] 着陸機による火星環境探査計画の検討2017

    • Author(s)
      臼井寛裕, 佐藤毅彦, 亀田真吾, 宮本英昭, 山岸明彦, 藤田和央, 石上玄也, 火星着陸 RG
    • Organizer
      2017 日本惑星科学会 秋季講演会
  • [Presentation] Future Japanese Exploration of the Mars-Moon System2017

    • Author(s)
      Tomohiro Usui
    • Organizer
      ELSI/EON International Workshop on Life Detection Technology: For Mars, Enceladus and Beyond
    • Int'l Joint Research
  • [Book] Volatiles in the Martian Crust2018

    • Author(s)
      Tomohiro Usui
    • Total Pages
      432
    • Publisher
      Elsevier
    • ISBN
      9780128041918
  • [Remarks] Mars Science Team of Tokyo Tech

    • URL

      https://sites.google.com/site/marssciencet3/

URL: 

Published: 2018-12-17  

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