Speciation and isotope analyses of volatile elements in carbonates for the evolution of surface environment on Mars

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19H01960
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 17010:Space and planetary sciences-related
• Research Institution: Japan Aerospace EXploration Agency
• Principal Investigator: Usui Tomohiro 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 教授 (60636471)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高橋 嘉夫 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (10304396) ; 中田 亮一 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), 主任研究員 (50726958) ; 黒川 宏之 東京工業大学, 地球生命研究所, 特任助教 (80713643) ; 上野 雄一郎 東京工業大学, 理学院, 教授 (90422542)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 火星隕石 / 硫黄化学種 / 鉄化学種 / XAFS分析

Outline of Final Research Achievements

We conducted X-ray absorption near edge structure (μ-XANES) analysis at SPring-8 to investigate the Fe and sulfur species in Martian analog carbonates. Our XANES study indicates that Sulfur occurs as an oxidized form of sulfate (S6+) rather than sulfide. The S-XANES further suggests that the sulfate is homogeneously distributed within the carbonates by substituting the major constituent carbonate ion. Our study also found that the Martian analog carbonates contain iron-bearing clay minerals as minor phases. These results were reported as peer-reviewed journals.

Free Research Field

地球化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では、隕石の地球化学的解析に基づき、探査とは独立に、火星地下水圏・生命圏の理解を深める高精度な科学データを提供することになる。本研究、および火星探査から得られる科学成果を総合した結果、火星の水の散逸史や表層環境進化が明らかとなるだけでなく、異なるサイズ・太陽距離を持つ惑星表層環境の理解が飛躍的に進むと予想される。つまり、本研究は、今後の火星研究のみならず、比較惑星学や宇宙生命学が解くべき本質的な課題「汎惑星表層進化」を解明するための鍵となる情報を提供し、これらの学問領域の進展に大きく貢献することが期待される。