2019 Fiscal Year Research-status Report
変成岩ダイヤモンドの生成環境から探る地球表層から深部への新たな窒素循環
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19K14808
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
篠崎 彩子 北海道大学, 理学研究院, 助教 (80570506)
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2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 沈み込み帯 / 窒素 / 変成岩ダイヤモンド / 堆積物有機物 / 高温高圧実験 / ダイヤモンドアンビルセル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
窒素は大気の主要な組成であり、地球表層から地球内部のマントル、コアに至るまで多様な環境に存在し、その存在状態も多彩である。地球の進化に大きな影響を与える重要な物質であるにも関わらず、全地球規模での窒素の循環は未解明の点が多く残されている。本研究では沈み込むスラブを介した地球表層から地球深部への窒素循環を明らかにすることを目的とする。特にスラブにおける重要な窒素のリザーバーであり、地球表層物質に起源をもつ可能性が指摘される変成岩ダイヤモンドに着目し、その生成メカニズムの解明を目指す。変成岩ダイヤモンドの窒素の供給源の候補として、地球表層の海洋底での重要な窒素リザ―バーである堆積物有機物に着目し、スラブの高温高圧の環境下での化学反応の詳細と反応に伴う窒素含有量、存在状態の変化を明らかにする。ピストンシリンダー型高温高圧発生装置等を用いた高温高圧実験と質量分析等を用いた精密な化学分析から反応のメカニズムと窒素の挙動を詳細に明らかにする。さらにダイヤモンドの生成に重要な役割を果たすと考えられているC-O-H-N流体（CO2, CH4, H2O, NH3,N2などの混合流体)を対象として、外熱式やレーザー加熱式ダイヤモンドアンビルセル等を用いた高温高圧実験を行う。C-O-H-N流体の化学組成等がダイヤモンドの生成条件、窒素の含有量へ与える影響を調べることで、変成岩ダイヤモンドの特徴である高い窒素含有量の要因、変成岩ダイヤモンドの生成環境を検討する。
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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
計画初年度である本年度は、高温高圧実験に用いる外熱式ダイヤモンドアンビルセルを新たに導入しセットアップを進めた。現在加熱テストの段階である。また、堆積物有機物中の窒素のリザ―バーの候補であるいくつかの有機物について、ピストンシリンダーを用いた高温高圧実験を行い、化学反応を調べている。結果をもとに沈み込み帯での窒素のリザ―バーとなりうるか検討を進めている。
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| Strategy for Future Research Activity |
沈み込む窒素のリザーバーとなりうるの堆積物有機物の候補を検討するため、引き続きピストンシリンダーを用いた実験を行い、有機物の高温高圧下での化学反応と化学組成の変化を調べる。また、外熱式ダイヤモンドアンビルセルのセットアップが完了次第、変成岩ダイヤモンドの生成温度圧力条件での高温高圧実験を進める計画である。
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| Causes of Carryover |
ダイヤモンドアンビルセルのセットアップに計画よりも時間を要したため、消耗品の購入を次年度に変更したため。
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