2020 Fiscal Year Annual Research Report
A new quantitative detections of rare isotopes for environmental analyses by laser spectroscopy
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18H04142
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| Research Institution | Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology |
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Principal Investigator |
坂井 三郎 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海洋機能利用部門(生物地球化学センター), 主任研究員 (90359175)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
狩野 彰宏 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (60231263)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | レーザー分光 / 安定同位体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
地球環境の動態を理解する上で最も重要なパラメータである「温度」情報を定量的に得るために、炭酸塩の安定同位体比や微量元素比など多くの手法が提案されてきた。本課題では最先端のレーザー分光技術によるCO2のレア・アイソトープの高感度検出法を駆使することで、これまでとは一線を画した炭酸塩の生成温度決定法を提案する。具体的には、クランプト・アイソトープ(凝集・同位体：重い同位体が２つ以上結合している分子：CO2の場合13C、17O、18Oが２つ以上結合)の中で温度依存性が高い13C18O16Oと温度依存性が極めて低い13C17O16Oの吸収スペクトルを高分解能で同時検出して、炭酸塩に含まれる両者の同位体比の差を比較するという新しいアプローチを提案する。本課題を起爆剤として、質量分析による従来の計測技術および温度指標の考え方からのブレークスルーを目指す。
本年度は、本課題の応用として重要なステップである、前年度に確立した炭酸塩の生成温度決定法を拡張し、量子カスケードレーザーを追加導入して多分子同時検出を展開した。具体的には「はやぶさ２」カプセル中の微量ガス計測項目（CO2・H2O・NH3）を照準にした波長域の同位体分子同時検出を実施した。その結果、H2O・NH3の安定同位体比の同時検出に成功した。特筆すべきは水の三重置換安定同位体であるD18ODが検出されたことである。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の予定通り、年度に確立した炭酸塩の生成温度決定法を拡張し、新規レーザーを追加導入して多分子同時検出を展開できたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでに得られた研究成果は、国際特許出願も含めて、国内外の学会で発表、速やかに学術雑誌に公表できるように準備を進める。
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Research Products
(5 results)
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[Presentation] Calibrating the Carbonate Clumped Isotope Thermometer from 7 to 70 C by Automated Laser Spectroscopy2020
Author(s)
Nitzan, Y., Wang, Z., Dettman, D.L., Quade, J., Huntington, K.W., Schauer, A.J., Nelson, D., McManus, J.B., Sakai, S
Organizer
AGU Fall Meeting 2020
Int'l Joint Research
