2019 Fiscal Year Research-status Report
Geochemical investigation on stratigraphy of Cretaceous-Paleogene bounday
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19K04054
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
黒田 潤一郎 東京大学, 大気海洋研究所, 准教授 (10435836)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
Tejada Maria・L・G 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海域地震火山部門(火山・地球内部研究センター), 研究員 (40598778)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | オスミウム同位体 / 白亜紀‐古第三紀境界 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，国際深海掘削計画IODP第369次航海にてオーストラリア南西沖メンテレー海盆のサイトU1514で掘削・回収された堆積物コアを化学分析し，その白金族元素濃度およびオスミウム同位体組成から白亜紀‐古第三紀境界の層準を特定することと，その古環境学的研究，および超大陸ゴンドワナにおける生物進化について検討することを目的とする．2019年度には堆積物の分析を進めた．パイロット研究で，すでに白亜紀‐古第三紀境界の層準がオスミウム同位体組成と白金族元素のイリジウム，オスミウム濃度から概ね特定できていたが，2019年度に測定した結果から，白亜紀‐古第三紀境界の層準がほぼ完全に特定された．それは，メンテレー海盆の掘削孔U1514Cのコア23Rセクション2のトップ2-3 cmの層準であった．ここでは，イリジウムやオスミウム，ルテニウムなどの白金族元素の濃度が白亜紀の堆積物の10倍以上に濃縮しており，隕石衝突が起こったことを強く示す．また，オスミウム同位体組成(187Os/188Os)は，白亜紀堆積物が0.6程度であるのに対し，この層準で0.16まで急激に低下し，再び高い値に戻るV字状の変動パターンが明瞭に示された．このこともまた，地球外物質の寄与を強く示すものである．海水中に溶存するほぼ全てのOsが，一時的に地球外由来のOsで占められていたことを示す．この特徴は，先行研究で報告されている他の海域の白亜紀‐古第三紀境界の層準の特徴と一致する．しかし，詳細に先行研究と比較すると，本研究で対象としたサイトは，オスミウム同位体組成の低下のV字状の変動パターンが他の海域に比べて緩やかである特徴があった．これは，生物擾乱による物理的混合によるものと推察される．これらの成果は，国際学会(JpGU-AGU2020，2020年7月)で発表予定である．また，国際誌に速報論文を投稿する予定である．
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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
本研究は，国際深海掘削計画IODP第369次航海にてオーストラリア南西沖メンテレー海盆のサイトU1514で掘削・回収された堆積物コアを用いた白亜紀‐古第三紀境界の絶滅イベントの理解を目的としている．3年間の期間の中で，主に前半にコア試料の化学分析（白金族元素濃度およびオスミウム同位体組成）を中心に行う．ここから白亜紀‐古第三紀境界の層準を特定する．そのデータを基に年代層序学的検討を行う．期間の後半には，その古環境学的研究，および超大陸ゴンドワナにおける生物進化について検討する．
初年度である2019年度には当初計画通り，精力的に堆積物の分析を進めた．前年度までのパイロット研究で，すでに白亜紀‐古第三紀境界の層準がオスミウム同位体組成と白金族元素のイリジウム，オスミウム濃度から概ね特定できていたが，2019年度に新たに多くの試料について分析を行った．この結果から，白亜紀‐古第三紀境界の層準がほぼ完全に特定された．隕石衝突層準は，得てして後の構造運動などで失われることがあり，インパクト層準が深海盆で保存されることは稀である．世界的にみても，深海盆で完全連続シーケンスが発見されたのは例が少ない．本研究課題タイトルの通り，世界3例目の完全シーケンスの発見となった．また，乗船した別の研究者が微化石研究および炭素同位体分析を行っており，本研究の成果との比較と，統合理解を目指した意見交換を2019年の5月に金沢大学で行った（ポストクルーズミーティング）．当初予定通り，この段階での成果を国際学会で発表し，速報論文を執筆して国際誌に投稿予定である．以上のことから，おおむね順調に進んでいると結論づけられる．
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| Strategy for Future Research Activity |
初年度の研究で，南西オーストラリア沖メンテレー海盆にて国際深海掘削計画IODP第369次航海の掘削サイトU1514で掘削・回収された堆積物コアから白亜紀‐古第三紀境界の絶滅イベント層準を突き止めることに成功した．白金族元素の濃度とオスミウム同位体組成から明らかにできた隕石衝突層準を特定でき，そのパターンから，前後の層が連続的に堆積したことを示すことができた．今後は，データを順次増やしてより高解像度を向上させ，世界最高水準の高解像度187Os/188OsOs‐PGE記録を得る．また，衝突層準が認定できたことにより，白亜紀末の大量絶滅イベントを引き起こした隕石衝突が，南半球高緯度の深海盆にどのような影響を与えたかについて研究する下地ができた．今後は，古環境学的にも着手する．今回，新たな発見として衝突層準よりも下位（つまり古い時代）から漸次的にOs同位体組成が低下していることが判明した．隕石衝突の30万年前からインドのデカントラップ洪水玄武岩が噴火していたことが知られており，玄武岩由来の低い同位体組成が海洋に供給されていたことを示唆するものの，そのOs同位体比の低下は，より古い時代に遡るように見える．それは，南東インド洋に特異的なローカルな噴火活動を意味するかもしれない．この点について，より議論を深める．また，隕石衝突層準で得られた白金族元素のピークは，Ir, Os, RuのグループとPt, Pdのグループで大きく異なることも判明した．この原因が何かを検討する必要も出てきた．今後は，これらの課題について，より詳しく検証していく．
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Research Products
(30 results)
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[Journal Article] Late Cretaceous stratigraphy and paleoceanographic evolution in the Great Australian Bight Basin based on results from IODP Site U15122020
Author(s)
MacLeod K.G., White L.T., Wainman C.C., Martinez M., Jones M.M., Batenburg S.J., Riquier L., Haynes S.J., Watkins D.K., Bogus K.A., Brumsack H.-J., do Monte Guerra R., Edgar K.M., Edvardsen T., Harry D.L., Hasegawa T., Hobbs R.W., Huber B.T., Jiang T., Kuroda J. et al.
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Journal Title
Gondwana Research
Volume: 83
Pages: 80～95
DOI
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[Presentation] Stratigraphy of the Cretaceous/Paleogene boundary interval at the Lord Howe Rise, southern Pacific2019
Author(s)
Junichiro Kuroda, Kyoko Hagino, Yoichi Usui, Saneatsu Saito, Paul R Bown, Saburo Sakai, Kan-Hsi Hsiung, Ron I. Hackney and Naohiko Ohkouchi
Organizer
13th International Conference on Paleoceanography, Sydney, Australia
Int'l Joint Research
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