史上最大大量絶滅期の無酸素海洋の要因としての火山活動と高一次生産の評価

2017 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17K05689
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 高橋 聡 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (60615251)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 黒田 潤一郎 東京大学, 大気海洋研究所, 准教授 (10435836) ; 朝比奈 健太 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 地質調査総合センター, 研究員 (40728276)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 大量絶滅 / 遠洋域深海 / ペルム紀 / 三畳紀 / 火山活動 / 海洋無酸素

Outline of Annual Research Achievements

平成28年度は、主な活動として、分析環境の整備、野外地質調査試料採取、炭素同位体比、オスミウム同位体比分析を行った。環境整備は、岩石粉砕装置とその周辺機器を東京大学に整備し、硬質な岩石を効率的に粗砕できるようになった。また、分担者の朝比奈は、産総研にGC-MS分析用のシリカカラムを導入し、有機分子分析の準備を行った。
主な野外調査活動の成果として、岩手県におけるペルム紀/三畳紀境界の露頭を調査した結果、前期三畳紀黒色粘土層中に鍵層を見出して露頭の複雑な褶曲構造を明らかにした。該当の粘土岩層のサンプルを基に有機炭素同位体比分析を行い、浅海域の三畳紀層序と対比を行った。研究代表者の高橋と分担者の黒田は、大量絶滅境界期を記録した約30試料の粉末について、オスミウム（Os）とレニウム（Re）を精錬し、ICP-MSおよびTIMS装置を用いて分析を行った。大量絶滅期のサンプルは、ReとOsがともに高濃度に含まれる。ReがOs同位体比にもたらす放射壊変の影響を補正してOs同位体比を評価した結果、大量絶滅層準直上に顕著に低い値が検出された。このトレンドが火山活動の増加を示すシグナルかどうか検討を進めている。
前期三畳紀－中期三畳紀境界期に堆積した黒色粘土層の存在について論文を国際誌paleo-3誌に公表した。国際シンポジウムIGCP630仙台大会、国際放散虫研究集会新潟大会にてセッションを企画し、大量絶滅事変に関する研究成果の情報交換と交流を行った。

Current Status of Research Progress

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

Reason

オスミウム同位体比の分析が進み、大量絶滅期の遠洋域堆積岩への影響の外観が予想より早くつかめてきたため、研究計画は順調に進んでいると判断できる。

Strategy for Future Research Activity

平成29年度は、初年度に整備した分析環境を活用し、採取してきた岩石試料に基づいて分析作業を進める予定である。代表者の高橋は、ニュージーランド北島から採取した岩石サンプルのトリミングと粉砕作業を進め、化学分析の準備を行う。粉末化した試料をもとに有機炭素同位体比分析を行い、日本とニュージーランドにおける前期三畳紀層序の詳細データの解明と年代対比を行う。また、前期三畳紀において新た確認されたSmithian-Spathian境界期の黒色粘土岩層が記録する貧酸素海洋環境の程度を、微量元素分析と硫化鉱物の観察から見積もる。
高橋と研究分担者の黒田が協力をし、日本のペルム紀－三畳紀境界層についてオスミウム（Os）同位体比の分析を進める。得られた結果をもとに、ペルム紀末の大量絶滅期に起きた海洋無酸素事変と陸域火山活動の同時性について議論と考察を深める。研究分担者の朝比奈と高橋は、大量絶滅期と前期三畳紀の回復紀の黒色粘土岩層の試料をもとに、有機分子化石の抽出実験を行い、化石クロロフィルに由来するマレイミド類の抽出に最適な分析条件（試料とスタンダードの量等）を明らかにする。分析したマレイミド類の組成比率をもとに、遠洋域の海洋無酸素をもたらした海洋一次生産生物の群集について情報を得る。

Research Products

• [Journal Article] High sediment input and possible oceanic anoxia in the pelagic Panthalassa during the latest Olenekian and early Anisian: Insights from a new deep-sea section in Ogama, Tochigi, Japan (2018)
  • Author(s): Muto Shun、Takahashi Satoshi、Yamakita Satoshi、Suzuki Noritoshi、Suzuki Nozomi、Aita Yoshiaki
  • Journal Title: Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology Volume: 490 Pages: 687～707
  • DOI: 10.1016/j.palaeo.2017.11.060
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Tentative identification of diagenetic products of cyclic biphytanes in sedimentary rocks from the uppermost Permian and Lower Triassic (2017)
  • Author(s): Saito Ryosuke、Kaiho Kunio、Oba Masahiro、Tong Jinnan、Chen Zhong-Qiang、Tian Li、Takahashi Satoshi、Fujibayashi Megumu
  • Journal Title: Organic Geochemistry Volume: 111 Pages: 144～153
  • DOI: 10.1016/j.orggeochem.2017.04.013
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Characterization of sulfate mineral deposits in central Thailand (2017)
  • Author(s): Kuroda Junichiro、Hara Hidetoshi、Ueno Katsumi、Charoentitirat Thasinee、Maruoka Teruyuki、Miyazaki Takashi、Miyahigashi Akira、Lugli Stefano
  • Journal Title: Island Arc Volume: 26 Pages: e12175～e12175
  • DOI: 10.1111/iar.12175
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] 海洋堆積物の重元素の同位体組成が語る表層環境変動 (2017)
  • Author(s): 黒田潤一郎
  • Journal Title: 地球化学 Volume: 51 Pages: 15-28
  • DOI: https://doi.org/10.14934/chikyukagaku.51.15
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 両極分布を示す前期三畳紀コノドントWapitiodus (2018)
  • Author(s): 山北聡,竹村厚司,相田吉昭,堀利栄,高橋聡,Hamish Campbell, Bernhard Sporli
  • Organizer: B19 m, 日本古生物学会167回例会, 2018年2月4日（口頭発表）
• [Presentation] 前期三畳紀遠洋域黒色粘土岩から産したプラットフォーム型コノドント自然集合体 (2018)
  • Author(s): 高橋聡，山北聡，鈴木紀毅
  • Organizer: B20m，日本古生物学会167回例会, 2018年2月4日（口頭発表）
• [Presentation] 深海相ペルム紀-三畳紀境界層に記録された鉄・モリブデンの化学種記録 (2017)
  • Author(s): 高橋 聡, 中田 亮一, 渡辺 勇輔, 高橋 嘉夫
  • Organizer: BPT06-03, 日本地球惑星科学連合大会, 千葉，幕張メッセ，2017年5月21日（口頭発表）
• [Presentation] 南太平洋ロードハウライズの白亜紀-古第三紀境界層の層序再検討 (2017)
  • Author(s): 黒田潤一郎, 斎藤実篤, 臼井洋一, 萩野恭子, Hsiung Kan-His, 村山雅史, 安藤卓人, 大河内直彦
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2017年大会 (JpGU-AGU Joint Meeting 2017), 千葉, 2017年05月25日.
• [Presentation] Lithological and geochemical features of the Permian-Triassic boundary at the Gujo-Hachiman section in the Mino-Tanba belt, central Japan (2017)
  • Author(s): Moei Yano, Koichiro Fujinaga, Kazutaka Yasukawa, Tatsuo Nozaki, Junichiro Kuroda, Kiyoko Kuwahara and Yasuhiro Kato
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2017年大会 (JpGU-AGU Joint Meeting 2017), 千葉, 2017年05月24日.
• [Presentation] タイ中央部の石炭系硫酸塩岩体の形成史 (2017)
  • Author(s): 黒田潤一郎, 原英俊, 上野勝美, Charoentitirat Thasinee, 丸岡照幸, 宮崎隆, 宮東照, Lugli Stefano
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2017年大会 (JpGU-AGU Joint Meeting 2017), 千葉, 2017年05月23日
• [Presentation] Multi-element, compound-specific isotope analysis of chloropigments: Insights into the biogeochemical cycle of the microbial mat in the shallow hypersaline environment (2017)
  • Author(s): Yuta Isaji, Hodaka Kawahata, Junichiro Kuroda, Toshihiro Yoshimura, Nanako O. Ogawa, Daisuke Araoka, Akiko Makabe, Atsushi Suzuki, Takazo Shibuya, Francisco J. Jimenez-Espejo, Yoshinori Takano, Stefano Lugli, Andrea Santulli, Vinicio Manzi, Marco Roveri and Naohiko Ohkouchi
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2017年大会 (JpGU-AGU Joint Meeting 2017), 千葉, 2017年05月22日
• [Presentation] Redox history of deep water in the Japan Sea during late Pleistocene based on trace elements (2017)
  • Author(s): 高橋 聡, 多田 隆治, 関 有沙, 入野 智久
  • Organizer: MIS06-P08, 日本地球惑星科学連合大会, 千葉，幕張メッセ，2017年5月23日（ポスター発表）
• [Presentation] Sulfur isotope geochemistry of the Japan Sea sediments (IODP Exp. 346) 30 ~ 220 kyr ago: Implications for the evolution of Asian Monsoon climate system (2017)
  • Author(s): 押尾 秀，山口 耕生，高橋 聡, 多田 隆治, 奈良岡 浩, 池原 実, 山口 飛鳥
  • Organizer: MIS06-P09, 日本地球惑星科学連合大会, 千葉，幕張メッセ，2017年5月23日（ポスター発表）
• [Presentation] Phosphorus geochemistry of the central Japan Sea sediments (IODP Exp. 346) 30~220 kyr ago: Implications for the evolution of Asian Monsoon climate system (2017)
  • Author(s): 増田 沙恵佳，山口 耕生，高橋 聡，多田 隆治
  • Organizer: MIS06-P10,日本地球惑星科学連合大会, 千葉，幕張メッセ，2017年5月23日（ポスター発表）
• [Presentation] 深海堆積層岩から産するコノドント化石の化学組成の評価：古海洋環境復元ツールへの応用に向けて (2017)
  • Author(s): 松本 廣直, 高橋 聡, 飯塚 毅, 武藤 俊
  • Organizer: MIS20-04, 日本地球惑星科学連合大会, 千葉，幕張メッセ，2017年5月25日（口頭発表）
• [Presentation] 下部三畳系深海チャートギャップの完全な層序復元に向けて (2017)
  • Author(s): 武藤 俊，高橋 聡，山北 聡
  • Organizer: MIS20-05日本地球惑星科学連合大会, 千葉，幕張メッセ，2017年5月25日（口頭発表）
• [Presentation] ポルフィリン窒素同位体比から明らかにする地中海塩分危機時の窒素循環 (2017)
  • Author(s): 伊左治雄太、川幡穂高、高野淑識、小川奈々子、黒田潤一郎、吉村寿紘、Francisco J. Jimenez-Espejo, Stefono Lugli, Vinicio Manzi, Marco Roveri, 大河内直彦
  • Organizer: 第35回有機地球化学シンポジウム（2017年高知シンボジウム）, 高知, 2017年08月31日.
• [Presentation] MALDI-TOF/MSイメージング法による生物源有機分子マッピング:メッシニアン蒸発岩中の化石微生物の解明 (2017)
  • Author(s): 伊左治雄太, 高野淑識, 井尻暁, 黒田 潤一郎, 吉村寿紘, Francisco J. Jimenez-Espejo, Stefano Lugli, 稲垣 史生, Vinicio Manzi, Marco Roveri, 川幡 穂高, 大河内 直彦
  • Organizer: 2017年度 日本地球化学会 第64回年会, 東京, 2017年09月15日.
• [Presentation] 愛媛県秩父累帯層状チャート中の三畳系－ジュラ系境界 (2017)
  • Author(s): 堀利栄, 吉田夏子, 黒田潤一郎, 小川奈々子
  • Organizer: 日本地質学会第124年学術大会, 愛媛, 2017年09月16日.
• [Presentation] パンサラサ海に堆積したアローロックス島の前期三畳紀層状 チャート層における生物源シリカ相とそのフラックスの変遷 (2017)
  • Author(s): 相田吉昭，菊池那津子，草場研太，丸山 巧，山北 聡， 竹村厚司，堀 利栄, 高橋 聡，齋藤めぐみ，久保田好美， Bernhard Sporli，Hamish Campbell
  • Organizer: R17-O-1，日本地質学会第124年学術大会, 愛媛大, 2017年9月16日（口頭発表）
• [Presentation] 深海堆積岩中のコノドント化石の化学組成の評価 (2017)
  • Author(s): 松本廣直， 高橋 聡，飯塚 毅，武藤 俊
  • Organizer: R17-O-2，日本地質学会第124年学術大会, 愛媛大, 2017年9月16日（口頭発表）
• [Presentation] 南西太平洋ロードハウライズ掘削試料の白亜紀-古第三紀（旧成紀）境界層の層序 (2017)
  • Author(s): 黒田潤一郎, 斎藤 実篤,臼井洋一,萩野恭子, Hsiung Kan-His, 村山雅史, 安藤 卓人, 大河内直彦
  • Organizer: 日本地質学会第124年学術大会, 愛媛, 2017年09月18日.
• [Presentation] Late Neogene marine osmium isotopic records of the Mediterranean and Atlantic sediments (2017)
  • Author(s): Junichiro Kuroda, Francisco J. Jimenez-Espejo, Tatsuo Nozaki, Rocco Gennari, Stefano Lugli, Vinicio Manzi, Marco Roveri, Rachel Flecker, Francisco J. Sierro, Toshihiro Yoshimura, Katsuhiko Suzuki and Naohiko Ohkouchi
  • Organizer: European Geoscience Union General Assembly 2017, Wien, Austria, 26, April 2017
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Redox conditions across Permian-Triassic based on laminae preservation and pyrite framboids from the pelagic Panthalassic ocean (2017)
  • Author(s): Satoshi Takahashi, Akane Mizutani, Jun Ishida, Shinji Yamamoto, Shun Muto, Masayuki Ikeda, Kazumi Ozaki, Nozomi Suzuki, Ryuji Tada
  • Organizer: O13, the IGCP 630 annual meeting, Tohoku Univ., Sendai, Japan
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Enhanced biogenic silica sedimentation processes revealed in the Early Triassic, Induan bedded chert from Arrow Rocks, Panthalassa ocean (2017)
  • Author(s): Yoshiaki Aita, Natsuko Kikuchi, Satoshi Yamakita, Atsushi Takemura, Rie S. Hori, Satoshi Takahashi, Megumi Saito, Yoshimi Kubota, K. Bernhard Sporli, Hamish J. Campbell
  • Organizer: P4. the IGCP 630 annual meeting, Tohoku Univ., Sendai, Japan
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Oceanic oxidation and anoxia coincided with diversification and extinction of early animals after the Snowball Earth (2017)
  • Author(s): Kunio Kaiho, Atena Shizuya, Kenji Yamada, Masahiro Oba, Minori Kikuchi, Naoto Senba, Zhong-Qiang Chen, Tsuyoshi Komiya, Jinnan Tong, Li Tian, Paul Gorjan, Satoshi Takahashi
  • Organizer: P6. the IGCP 630 annual meeting, Tohoku Univ., Sendai, Japan
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Effects of soil erosion and anoxic euxinic ocean in the Permian-Triassic marine crisis (2017)
  • Author(s): Kunio Kaiho, Ryosuke Saito, Kosuke Ito, Takashi Miyaji, Raman Biswas, Li Tian, Hiroyoshi Sano, Zhiqiang Shi, Satoshi Takahashi, Jinnan Tong, Lei Liang, Masahiro Oba, Fumiko W. Nara, Noriyoshi Tsuchiya, Zhong-Qiang Chen
  • Organizer: P7. the IGCP 630 annual meeting, Tohoku Univ., Sendai, Japan, (poster)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Tentative identification of diagenetic products of cyclic biphytanes in sedimentary rocks from the uppermost Permian and Lower Triassic (2017)
  • Author(s): Ryosuke Saito, Kunio Kaiho, Masahiro Oba, Jinnan Tong, Zhong-Qiang Chen, Li Tian, Satoshi Takahashi, Megumu Fujibayashi
  • Organizer: P8. the IGCP 630 annual meeting, Tohoku Univ., Sendai, Japan,(poster)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Smithian/Spathian boundary detected slightly below OAE-related black sediments in oceanic sequences in Japan and New Zealand (2017)
  • Author(s): Satoshi Yamakita, Satoshi Takahashi, Kunio Kaiho, Megumu Fujibayashi, Satoru Kojima, Atsushi Takemura, Yoshiaki Aita, Rie S. Hori, K. Bernhard Sporli. Hamish J. Campbell
  • Organizer: P10. the IGCP 630 annual meeting, Tohoku Univ., Sendai, Japan, (poster)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Conodont provincialism in the Early Triassic environmental extreme (2017)
  • Author(s): Satoshi Yamakita, Atsushi Takemura, Yoshiaki Aita, Rie S. Hori, Satoshi Takahashi, Jack A. Grant-Mackie, K. Bernhard Sporli and Hamish J. Campbell
  • Organizer: P11. the IGCP 630 annual meeting, Tohoku Univ., Sendai, Japan, (poster)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] The Permian-Triassic in Akkamori, Japan (2017)
  • Author(s): Satoshi Takahashi
  • Organizer: SP1. the IGCP 630 annual meeting, Tohoku Univ., Sendai, Japan, (poster)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] The Permian-Triassic in Utatsu, Japan (2017)
  • Author(s): Masahiro Ehiro, Kazuko Yoshizawa, Satoshi Takahashi, Kunio Kaiho, Noritoshi Suzuki
  • Organizer: SP2. the IGCP 630 annual meeting, Tohoku Univ., Sendai, Japan, (poster)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] The Permian-Triassic in Kuzuu, Japan: Part 1 (2017)
  • Author(s): Yoshiaki Aita, Shun Muto, Satoshi Takahashi, Ryuichi Arakawa
  • Organizer: SP3. the IGCP 630 annual meeting, Tohoku Univ., Sendai, Japan (poster)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] The Permian-Triassic in Kuzuu, Japan: Part 2. (2017)
  • Author(s): Yoshiaki Aita, Shun Muto, Satoshi Takahashi, Ryuichi Arakawa
  • Organizer: SP4, the IGCP 630 annual meeting, Tohoku Univ., Sendai, Japan (poster)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] The Permian-Triassic in Inuyama, Japan (2017)
  • Author(s): Satoshi Takahashi, Masayuki Ikeda, Satoshi Yamakita
  • Organizer: SP5, the IGCP 630 annual meeting, Tohoku Univ., Sendai, Japan (poster)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Extreme inputs of clastic material to the pelagic Panthalassa during the Early Triassic (2017)
  • Author(s): Shun Muto, Satoshi Takahashi, Satoshi Yamakita, Masayuki Ikeda, Tetsuji Onoue
  • Organizer: O47, the IGCP 630 annual meeting, Tohoku Univ., Sendai, Japan (oral)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] A preliminary report on the fossil fish assemblage from the Osawa Formation (Spathian, Lower Triassic) of Northeastern Japan (2017)
  • Author(s): Yasuhisa Nakajima, Satoshi Takahashi, Osamu Sasaki, Masayuki Ehiro, Akihiro Misaki
  • Organizer: O50. the IGCP 630 annual meeting, Tohoku Univ., Sendai, Japan (oral)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Redox conditions of late Early Triassic oceanic region around the South Kitakami Block (2017)
  • Author(s): Kazuko Yoshizawa, Satoshi Takahashi, Masayuki Ehiro, Takanobu Tsuihiji, Shun Muto, Takayuki Tashiro
  • Organizer: O52, the IGCP 630 annual meeting, Tohoku Univ., Sendai, Japan (oral)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Organic geochemical evidence for coincidence of an amelioration of harsh environments with biotic recovery from the end-Permian mass extinction (2017)
  • Author(s): Ryosuke Saito, Kunio Kaiho, Masahiro Oba, Satoshi Takahashi, Zhong-Qiang Chen, Li Tian, Jing Chen, Jinnan Tong
  • Organizer: O53, the IGCP 630 annual meeting, Tohoku Univ., Sendai, Japan (oral)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Methylated naphthalenes as molecular indicators to evaluate the source organic matter and source rock lithology of degraded oils (2017)
  • Author(s): Kenta Asahina, Noriyuki Suzuki
  • Organizer: The Society for Organic Petrology, Calgary, Canada.
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Three episodes of black claystone deposition in the pelagic Panthalassa during the Early Triassic (2017)
  • Author(s): Shun Muto, Satoshi Takahashi, Satoshi Yamakita
  • Organizer: O01-03, InterRad XV in Niigata 2017, Niigata Univ., Niigata, Japan, 23 Oct 2017. (oral)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Biosiliceous facies and flux change of the Early Triassic bedded chert from Arrow Rocks, New Zealand (2017)
  • Author(s): Yoshiaki Aita, Natsuko Kikuchi, Kenta Kusaba, Takumi Maruyama, Satoshi Yamakita, Atsushi Takemura, Rie S. Hori, Satoshi Takahashi, Megumi Saito, Yoshimi Kubota, K. Bernhard Sporli, Hamish J. Campbell
  • Organizer: O08-03, InterRad XV in Niigata 2017, Niigata Univ., Niigata, Japan, 26 Oct 2017. (oral)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Early Triassic conodont provincialism and its implication for the paleoceanography of Tethys and Panthalassa (2017)
  • Author(s): Satoshi Yamakita, Atsushi Takemura, Yoshiaki Aita, Rie S. Hori, Satoshi Takahashi, Jack A. Grant-Mackie, K. Bernhard Sporli, Hamish J. Campbell
  • Organizer: O10－04, InterRad XV in Niigata 2017, Niigata Univ., Niigata, Japan, 26 Oct 2017. (oral)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Conodont biostratigraphy of Lower Triassic pelagic deep-sea sedimentary rocks in Japan (2017)
  • Author(s): Shun Muto, Satoshi Takahashi, Satoshi Yamakita
  • Organizer: P15-06, InterRad XV in Niigata 2017, Niigata Univ., Niigata, Japan, 23 Oct 2017. (poster)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Possibility of bio-essential element depleted ocean at the end-Permian mass extinction (2017)
  • Author(s): Satoshi Takahashi, Shin-ichi Yamasaki, Noriyoshi Tsuchiya, Yasumasa Ogawa, Kazuhiko Kimura, Kunio Kaiho, Takeyoshi Yoshida
  • Organizer: P15-11, InterRad XV in Niigata 2017, Niigata Univ., Niigata, Japan, 23 Oct 2017. (poster)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Natural assemblage of earliest Triassic conodont from deep sea black claystone (2017)
  • Author(s): Satoshi Takahashi, Satoshi Yamakita, Noritoshi Suzuki
  • Organizer: P15-12, InterRad XV in Niigata 2017, Niigata Univ., Niigata, Japan, 23 Oct 2017. (poster)
  • Int'l Joint Research