Development of an advanced analytical system for planetary materials:

2019 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18K18795
• Research Institution: Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology
• Principal Investigator: 伊藤 元雄 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 超先鋭研究開発部門(高知コア研究所), グループリーダー代理 (40606109)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 富岡 尚敬 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 超先鋭研究開発部門(高知コア研究所), 主任技術研究員 (30335418) ; 上椙 真之 公益財団法人高輝度光科学研究センター, 分光・イメージング推進室, 主幹研究員 (20426521) ; 癸生川 陽子 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 准教授 (70725374)
• Project Period (FY): 2018-06-29 – 2020-03-31
• Keywords: 大気非暴露機構 / NanoSIMS / 小惑星リュウグウ

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、惑星探査によりもたらされた地球外物質に含まれる地球外有機物と含水鉱物がもつ「太陽系が形成された46億年前の情報」を得ることで、太陽系形成史において解明されていない（１）有機物の起源と進化、（２）含水鉱物がもつ太陽系初期の水と地球の水との関連性、そして（３）有機物と共存する鉱物間の関連性の全体像を探求する。その実現のために、地球惑星化学の分野において世界に類を見ない「大気非曝露ナノ領域試料加工・分析システム」の構築を行った。極微小量の試料を大気非曝露環境下での分析機器間の相互試料搬送とナノ領域における試料加工・分析を統合した全く新しいシステムである。
研究期間内に（１）NanoSIMS、TEM、FIBや放射光を利用したSTXMとCTなど分析機器を問わない汎用性の高いサンプルホルダーとそのサンプルホルダーを安全に輸送するための容器などの開発、（２）手法として、分析順序の検討、蒸着を含めたサンプル準備、機器ごとに与える試料への影響の評価、分析における解析データの統一性などの検討を行うことで多機関横断型ナノ領域試料加工・分析システムの高度化を進めた、（３）炭素質隕石を「はやぶさ２」模擬試料として用いた多機関横断型ナノ領域試料加工・分析システムの高度化を実施した。そして（４）大気非暴露でのサンプル輸送と分析を行うためのNanoSIMS用搬入機構の検討と設計、そしてグローブボックスの導入を行った。構築した分析システムを用い2021年から開始される予定の「はやぶさ２」探査機が持ち帰る小惑星リュウグウからの地球外有機物と含水鉱物の分析技術と機器を整える事につなげた。

Research Products

• [Journal Article] Development of a sample holder for synchrotron radiation-based computed tomography and diffraction analysis of extraterrestrial materials (2020)
  • Author(s): Uesugi Masayuki、Hirahara Kaori、Uesugi Kentaro、Takeuchi Akihisa、Karouji Yuzuru、Shirai Naoki、Ito Motoo、Tomioka Naotaka、Ohigashi Takuji、Yamaguchi Akira、Imae Naoya、Yada Toru、Abe Masanao
  • Journal Title: Review of Scientific Instruments Volume: 91 Pages: 035107～035107
  • DOI: 10.1063/1.5122672
• [Journal Article] Temporal evolution of proto-Izu?Bonin?Mariana arc volcanism over 10?Ma: Constraints from statistical analysis of melt inclusion compositions (2020)
  • Author(s): Hamada Morihisa、Iwamori Hikaru、Brandl Philipp A、Ushikubo Takayuki、Shimizu Kenji、Ito Motoo、Li He、Savov Ivan P
  • Journal Title: Journal of Petrology Volume: x Pages: egaa022
  • DOI: 10.1093/petrology/egaa022
• [Journal Article] Isolation of an archaeon at the prokaryote?eukaryote interface (2020)
  • Author(s): Imachi Hiroyuki、Nobu Masaru K.、Nakahara Nozomi、Morono Yuki、Ogawara Miyuki、Takaki Yoshihiro、Takano Yoshinori、Uematsu Katsuyuki、Ikuta Tetsuro、Ito Motoo、Matsui Yohei、Miyazaki Masayuki、Murata Kazuyoshi、Saito Yumi、Sakai Sanae、Song Chihong、Tasumi Eiji、Yamanaka Yuko、 et al
  • Journal Title: Nature Volume: 577 Pages: 519～525
  • DOI: 10.1038/s41586-019-1916-6
• [Journal Article] Primordial organic matter in the xenolithic clast in the Zag H chondrite: Possible relation to D/P asteroids (2020)
  • Author(s): Kebukawa Yoko、Zolensky Michael E.、Ito Motoo、Ogawa Nanako O.、Takano Yoshinori、Ohkouchi Naohiko、Nakato Aiko、Suga Hiroki、Takeichi Yasuo、Takahashi Yoshio、Kobayashi Kensei
  • Journal Title: Geochimica et Cosmochimica Acta Volume: 271 Pages: 61～77
  • DOI: 10.1016/j.gca.2019.12.012
• [Journal Article] Discovery of fossil asteroidal ice in primitive meteorite Acfer 094 (2019)
  • Author(s): Matsumoto Megumi、Tsuchiyama Akira、Nakato Aiko、Matsuno Junya、Miyake Akira、Kataoka Akimasa、Ito Motoo、Tomioka Naotaka、Kodama Yu、Uesugi Kentaro、Takeuchi Akihisa、Nakano Tsukasa、Vaccaro Epifanio
  • Journal Title: Science Advances Volume: 5 Pages: eaax5078
  • DOI: 10.1126/sciadv.aax5078
• [Journal Article] Identifying volatile mantle trend with the water?fluorine?cerium systematics of basaltic glass (2019)
  • Author(s): Shimizu Kenji、Ito Motoo、Chang Qing、Miyazaki Takashi、Ueki Kenta、Toyama Chiaki、Senda Ryoko、Vaglarov Bogdan S.、Ishikawa Tsuyoshi、Kimura Jun-Ichi
  • Journal Title: Chemical Geology Volume: 522 Pages: 283～294
  • DOI: 10.1016/j.chemgeo.2019.06.014
• [Presentation] ORGANIC MATTER IN THE AGUAS ZARCAS (CM2) METEORITE: HIGH ABUNDANCE OF ALIPHATIC CARBON IN METAL-RICH LITHOLOGY (2020)
  • Author(s): Kebukawa Y., Zolensly M.E., Mathurin J., Dartois E., Engrand C., Duprat J., Deniset-Besseau A., Dazzi A., Fries M., Ohigashi T., Wakabayashi D., Yamashita S., Takeichi Y., TakahashiY., Kondo M., Ito M., Kodama Y., Rahman Z., and Kobayashi K.
  • Organizer: 51th Lunar and Planetary Science Conference
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] EFFECTS OF MINERALS ON ORGANIC MATTER EVOLUTION IN HYDRATED CARBONACEOUS CHONDRITE PARENT BODIES BASED ON STXM AND TEM ANALYSES. (2020)
  • Author(s): Kiryu K., Kebukawa Y., Furukawa Y., Takahashi Y., Takeichi Y., Wakabayashi D., Yamashita S., Ohigashi T., Ito M., Kodama Y., and Kobayashi K.
  • Organizer: 51th Lunar and Planetary Science Conference
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] THREE DIMENSIONAL MICROSTRUCTURE AND MINERALOGY OF A COSMIC SYMPLECTITE IN THE ACFER 094 CARBONACEOUS CHONDRITE. (2020)
  • Author(s): Matsumoto M., Tsuchiyama A., Miyake A., Ito M., Tomioka N., Kodama Y., Uesugi K., Takeuchi A., Nakano T., Matsuno J., Nakato A., and Vaccaro E.
  • Organizer: 51th Lunar and Planetary Science Conference
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] OKEANOS: Jupiter Trojan Asteroid Mission Using a Solar Power Sail. , ST26-PS17-A019, Singapore, July 28-Aug. 2. (2019)
  • Author(s): Okada T., Iwata T., Mori O., Kebukawa Y., Ito M., Aoki J., Kawai Y., Yokota S., Matsuura S., Tsumura K., Yonetoku D., Mihara T., Yano H., Hirai T., Matsuoka A., Kumamoto A., Yoshikawa M., Matsumoto J., Chujo T. et al
  • Organizer: Asia Oceania Geosciences Society 16th Annual Meeting
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Solar Power Sail-craft OKEANOS for Outer Solar System Exploration. (2019)
  • Author(s): Mori O., Matsushita M., Chujo T., Kato H., Okada T., Iwata T., Kawaguchi J., Saiki T., Nishiyama K., Okuizumi N., Satou Y., Matsumoto J., Kebukawa Y., Ito M., Aoki J., Takao Y., Kubo Y., and Sugihara A.K.
  • Organizer: 5th International Symposium on Solar Sailing
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] THE RYUGU GRAIN ANALYSIS: APPROACH BY THE PHASE 2 CURATION “TEAM KOCHI”. (2019)
  • Author(s): Ito M., Tomioka N., Uesugi M., Uesugi K., Ohigashi T., Yamaguchi A., Imae N., Karouji Y., Shirai N., Yada T., and Abe M.
  • Organizer: 82nd Annual Meeting of The Meteoritical Society
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] RYUSEITO: THE JAPANESE SWORDS MADE FROM SHIRAHAGI IRON METEORITE. (2019)
  • Author(s): Komatsu M., Yamaguchi A., Ito M., Yoneda S., Saito T., Ohgane T., Hayashi T., Sakamoto M., Mikouchi T., and Kimura M.
  • Organizer: 82nd Annual Meeting of The Meteoritical Society
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] PREPARATION FOR THE ANALYSIS OF HAYABUSA2 RETURNED SAMPLES. (2019)
  • Author(s): Uesugi M., Uesugi K., Ito M., Tomioka N., Ohigashi T., Yamaguchi A., Imae N., Karouji Y., Shirai N., Yada T., Abe M., Hirahara K., Kodama Y., and Sakurai I.
  • Organizer: 82nd Annual Meeting of The Meteoritical Society
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] ULTRA POROUS LITHOLOGY, A FOSSIL ASTEROIDAL ICE, IN CARBONACEOUS CHONDRITE ACFER 094 : IMPLICATIONS FOR PARENT BODY FORMATION BY ICY DUST AGGLOMERATION. (2019)
  • Author(s): Matsumoto M., Tsuchiyama A., Nakato A., Matsuno J., Miyake A., Kataoka A., Ito M., Tomioka N., Kodama Y., Uesugi K., Takeuchi A., Nakano T., and Vaccaro E.
  • Organizer: 82nd Annual Meeting of The Meteoritical Society
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] SPACE EXPOSURE EXPERIMENTS OF CARBONACEOUS CHONDRITES, CHONDRITIC ORGANIC MATTER AND ITS ANALOGUES IN TANPOPO2, ASTROBIOLOGY SPACE MISSION ON ISS. (2019)
  • Author(s): Kebukawa Y., Koga M., Sakon I., Endo I., Kobayashi K., Matsuoka M., Ito M., Zolensky M.E., Alexander C.M.O’D., Mita H., and Yano H.
  • Organizer: 82nd Annual Meeting of The Meteoritical Society
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Proximity Operation on a Trojan Asteroid and Lander System of OKEANOS. (2019)
  • Author(s): Chujo T., Mori O., Matsumoto J., Okada T., Matsushita M., Kebukawa Y., Ito M., Aoki J., Kawai Y., Kubo Y., Sakamoto K., and Kikuchi S.
  • Organizer: 32nd International Symposium on Space Technology and Science
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Jupiter Trojan Asteroid Science and Instrumentation for the OKEANOS Mission. (2019)
  • Author(s): Okada T., Iwata T., Kebukawa Y., Ito M., Aoki J., Kawai Y., Yokota S., Terada K., Toyoda M., Yurimoto H., Yano H., Hirai T., Matsuoka A., Nomura R., Matsuura S., Tsumura K., Yonetoku D., Mihara T., Yoshikawa M., Matsumoto J., Chujo T. et al.
  • Organizer: 32nd International Symposium on Space Technology and Science
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] In-situ Measurements of Light Isotopes and Organic Molecules with High Resolution Mass Spectrometer MULTUM on the OKEANOS Mission. (2019)
  • Author(s): Ito M., Okada T., Kebukawa Y., Aoki J., Kawai Y., Matsumoto J., Chujo T., Nakamura R., Yano H., Yokota S., Toyoda M., Yurimoto H., Watanabe M., Ikeda R., Kubo Y., Grand N., Cottin H., Buch A., Szopa C., and Mori O.
  • Organizer: 32nd International Symposium on Space Technology and Science
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Investigation of the Solar System Disk Structure During the Cruising Phase of OKEANOS. (2019)
  • Author(s): Iwata T., Okada T., Matsuura S., Tsumura K., Yano H., Hirai T., Matsuoka A., Nomura R., Yonetoku D., Mihara T., Kebukawa Y., Ito M., Yoshikawa M., Matsumoto J., Chujo T., and Mori O.
  • Organizer: 32nd International Symposium on Space Technology and Science
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Outer Solar System Exploration by Solar Power Sail-craft OKEANOS. (2019)
  • Author(s): Mori O., Chujo T., Matsushita M., Kato H., Saiki T., Matsumoto J., Kawaguchi J., Okada T., Iwata T., Nishiyama K., Okuizumi N., Satou Y., Kikuchi S., Kebukawa Y., Ito M., Takao Y., Kubo Y., Sakamoto K., Ohashi K., and Sugihara A.K.
  • Organizer: 32nd International Symposium on Space Technology and Science
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] In-depth analysis of the single grain from the C-type asteroid Ryugu utilizing linkage microanalytical instruments planed by Phase 2 curation “Team Kochi”. (2019)
  • Author(s): Ito M., Tomioka N., Uesugi M., Uesugi K., Ohigashi T., Yamaguchi A., Imae N., Shirai N., Karouji Y., Kodama Y., Yuzawa H., Yada T. and Abe M.
  • Organizer: 第10回極域科学シンポジウム
• [Presentation] 小惑星リュウグウ試料分析に向けた多機関横断型リンゲージ分析法の開発. (2019)
  • Author(s): 伊藤元雄, 富岡尚敬, 上椙真之, 上杉健太郎, 大東琢治, 山口亮, 今榮直也, 白井直樹, 唐牛譲, 兒玉優, 湯澤勇人, 矢田達, 安部正真.
  • Organizer: UVSOR SYMPOSIUM 2019
• [Presentation] Acfer094隕石中の宇宙シンプレクタイトのTEM観察. (2019)
  • Author(s): 松本恵, 土`山明, 三宅亮, 富岡尚敬, 伊藤元雄, 兒玉優, 松野淳也, 安武正展, 中藤亜衣子, 上杉健太朗, 竹内晃久, 中野司, バッカロ エピファニオ.
  • Organizer: 日本鉱物科学会2019年会
• [Presentation] 造礁サンゴ骨格の構成要素ごとの微細組織観察. (2019)
  • Author(s): 甕聡子, 波利井佐紀, 兒玉優, 富岡尚敬, 伊藤元雄.
  • Organizer: 日本鉱物科学会2019年会
• [Presentation] STXMおよびTEMを用いた顕微分析から迫る炭素質コンドライト母天体での有機物－鉱物共進化. (2019)
  • Author(s): 桐生健斗, 癸生川陽子, 高橋嘉夫, 武市泰男, 若林大佑, 大東琢治, 近藤正志, 伊藤元雄, 兒玉 優, 小林憲正.
  • Organizer: 2019年度日本地球化学会年会
• [Presentation] 炭酸塩化された海洋地殻リサイクルの証拠；HIMU玄武岩のメルト包有物より. (2019)
  • Author(s): 羽生毅, 木村純一, 常青, 浜田盛久, 清水健二, 牛久保孝行, 伊藤元雄, 石川剛志, 岩森光.
  • Organizer: 2019年度日本地球化学会年会
• [Presentation] 硫黄の化学種別サブミクロンイメージングとその同位体二次元分布の関連性：地球外有機物への応用. (2019)
  • Author(s): 伊藤元雄, 菅大暉, 兒玉優, 大東琢治, 中田亮一, 奈良岡浩.
  • Organizer: 2019年度日本地球化学会年会
• [Presentation] Aguas Zarcas (CM2)隕石の有機物分析：Typical CM2 or not? (2019)
  • Author(s): 癸生川陽子, Zolensky M.E., 大東琢治, 近藤正志, 伊藤元雄, 兒玉優, 小林憲正.
  • Organizer: 日本惑星化学会2019年秋季講演会
• [Presentation] Skeleton microstructures of aposymbiotic scleractinian coral cultured in seawater with various Mg/Ca ratios. (2019)
  • Author(s): 甕聡子, 富岡尚敬, 川野潤, 波利井佐紀, 永井隆哉, 渡邊剛, 兒玉優, 伊藤元雄.
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2019年大会
• [Presentation] Secular evolution of proto-Izu-Bonin-Mariana arc volcanism: Constraints from statistical analysis of melt inclusion compositions. (2019)
  • Author(s): 浜田盛久, 岩森光, Brandl Philipp, 牛久保孝行, 清水健二, 伊藤元雄, 李賀, Ivan P.S.
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2019年大会
• [Presentation] 中国イオン吸着型鉱床における希土類元素についての微視的研究. (2019)
  • Author(s): 向井広樹, 昆慶明, 実松健造, 高橋嘉夫, 伊藤元雄.
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2019年大会
• [Presentation] STXMによるALH77307中の有機物分析. (2019)
  • Author(s): 菅大暉, 伊藤元雄, 癸生川陽子, Marcus Matthew, 大東琢治, 高橋嘉夫.
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2019年大会
• [Presentation] Coordinated sample preparation with cryo-FIB-SEM and X-ray CT: Applications to chemical analysis for fluid inclusions in minerals. (2019)
  • Author(s): 兒玉優, 富岡尚敬, 川本竜彦, 黒田潤一郎, 村山雅史, 伊藤元雄.
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2019年大会
• [Presentation] Did life emerge in a deep-sea metal sulfide chimney? New insights from an archaeal genome and a nanoscale microbe-silicate assemblage. (2019)
  • Author(s): 高宮日南子, 向井広樹, 幸塚麻里子, 加藤真悟, 伊藤元雄, 鈴木庸平.
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2019年大会
• [Presentation] Acfer 094隕石中の宇宙シンプレクタイトの3次元微細組織観察 (2019)
  • Author(s): 松本恵, 土`山明, 松野淳也, 中藤亜衣子, 三宅亮, 伊藤元雄, 富岡尚敬, 兒玉優, 上杉健太郎, 竹内晃久, 中野司, バッカロ エピファニオ.
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2019年大会
• [Presentation] Estimation of the origin of Pitcairn Island OIB by Independent Component Analysis. (2019)
  • Author(s): 小澤恭弘, 岩森光, 羽生毅, 浜田盛久, 清水健二, 牛久保孝之, 木村純一, 常青, 中村仁美, 伊藤元雄.
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2019年大会
• [Presentation] Analysis of the grain from the asteroid Ryugu proposed by the Phase 2 curation “Team KOCHI”. (2019)
  • Author(s): 伊藤元雄, 富岡尚敬, 上椙真之, 上杉健太朗, 大東琢治, 山口亮, 今栄直也, 唐牛譲, 白井直樹, 矢田達, 安部正真.
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2019年大会
• [Presentation] Organic matter in carbonaceous chondrite lithologies of Almahata Sitta meteorite, a polymict ureilite. (2019)
  • Author(s): 癸生川陽子, Zolensky M.E., Goodrich C.A., 伊藤元雄, 小川奈々子, 高野淑識, 大河内直彦, 菅大暉, Marcus M., Kilcoyne A.D, 大東琢治, Rahman Z., Shaddad M., 小林憲正.
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2019年大会
• [Presentation] Origin of Jupiter Trojan asteroids: To be explored by OKEANOS (2019)
  • Author(s): 癸生川陽子, 岡田達明, 伊藤元雄, 青木順, 河井洋輔, 松本純, Grand N., Buch A., 豊田岐聡, Cottin H., 圦本尚義, 矢野創, 岩田隆浩, 森治.
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2019年大会
• [Presentation] OKEANOS：ソーラー電力セイルによる木星トロヤ群小惑星の探査とさらなる遠方への挑戦. (2019)
  • Author(s): 岡田達明, 岩田隆浩, 癸生川陽子, 伊藤元雄, 青木順, 河井洋輔, 横田勝一郎, 斎藤義文, 寺田健太郎, 豊田岐聡, 薮田ひかる, 圦本尚義ほか
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2019年大会
• [Presentation] UVSOR BL4Uにおける施設間大気非暴露試料搬送システムの構築 (2019)
  • Author(s): 大東琢治, 湯沢勇人, 上椙真之, 伊藤元雄, 富岡尚敬
  • Organizer: 第32回日本放射線光学会年会放射光化学合同シンポジウム