太古代チャートの多種同位体と微量元素の地球化学:海洋環境と生命活動記録の解明

2009 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20340146
• Research Institution: Toho University
• Principal Investigator: 山口 耕生 Toho University, 理学部, 准教授 (00359209)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 加藤 泰浩 東京大学, 大学院・工学系研究科, 准教授 (40221882) ; 根建 心具 鹿児島大学, 理学部, 教授 (10107849) ; 清川 昌一 九州大学, 大学院・理学研究院, 講師 (50335999) ; 鈴木 勝彦 独立行政法人海洋研究開発機構, 地球内部変動研究センター, グループリーダー (70251329)
• Keywords: 太古代 / チャート / 微量元素 / 同位体 / 微生物

Research Abstract

オーストラリア北西部のPibara地域で採取された、約34.6億年前のチャート及び約32億年前のチャート/縞状鉄鉱層の陸上掘削試料を用いて、太古代の海洋環境(例:酸化還元状態・成層構造・海底熱水活動の影響・海水温度)及び微生物生命活動を制約することが、本申請研究の目的である。
平成21年度は、計画通り、約34.6億年前のABDP試料及び約32億年前のDXCL-DP試料を各々約100試料について、粉末試料を制作して前処理を施し、高度分析装置であるICP-MSを用いて、無機元素分析を行った。その結果、膨大な量の高品質データが得られた。また、約50のチャート試料の酸素同位体分析を行い、同様に高品質データを得た。
本研究は、研究代表者(山口)の従来の共同研究者らが同試料(約34.6億年前のABDP試料)を用いて行った関連研究(Hoashi et al., 2009 ; Primary haematite formation in an oxygenated sea 3.46 billion years ago)がNature Geoscience(2,301-306)に掲載される等、世界最先端で競争を行っているものであり、それと対をなす位置にいる本研究の意義は非常に高いと言え、世界に先駆けて成果を発表することがとても重要である。
また、研究代表者(山口)らは、本研究と非常に密接に関連する約32億年前のDXCL-DPの概要を論文発表した(Yamaguchi et al., 2009 ; Clues of Early Life : Dixon Island-Cleaverville Drilling Project(DXCL-DP)in the Pilbara Craton of Western Austraha. Scientific Drilling 7, 34-37)。
以上、研究開始2年目の成果としては、データ取得及び国際誌への英文論文発表の点から、申し分のない成果を挙げることができたと言える。

Research Products

• [Journal Article] Geochemistry of modern carbonaceous sediments overlain by a water mass showing photic zone anoxia developed in the salime meromictic Lake Kai-ike, southwest Japan : I. Early diagenesis of organic carbon, nitrogen, and phosphorus (2010)
  • Author(s): Yamaguchi, K.E., Oguri, K., Ogawa, N.O., Sakai, S., Hirano, S., Kitazato, H., Ohkouchi, N
  • Journal Title: Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology (in press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Iron and carbon isotope evidence for ecosystem and environmental diversity in the ～2.7 to 2.5Ga Hamersley Basin, Western Australia (2010)
  • Author(s): Czaja, A.D., Johnson, C.M., Beard, B.L., Eigenbrode, J.L., Freeman, K.H., Yamaguchi, K.E.
  • Journal Title: Earth and Planetary Science Letters 292 Pages: 170-180
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Clues of Early Life: Dixon Island-Cleaverville Drilling Project(DXCL-DP)in the Pilbara Craton of Western Australia (2009)
  • Author(s): Yamaguchi, K.E., Kiyokawa, S., Ito, T., Ikehara, M., Kitajima, F., Suganuma, Y.
  • Journal Title: Scientific Drilling 7 Pages: 34-37
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Box modeling to estimate the degree of water-rock interaction during the Paleoproterozoic Lateritization of the Hekpoort Basalt, South Africa (2009)
  • Author(s): Yamaguchi, K.E.
  • Journal Title: Journal of Geochemical Exploration 101 Pages: 118-118
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Hematite formation by oxygenated groundwater more than 2.76 billion years ago (2009)
  • Author(s): Kato, Y., Suzuki, K., Nakamura, K., Hickman, A., Nedachi, M., Ohmoto, H.
  • Journal Title: Earth and Planetary Science Letters 278 Pages: 40-49
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Provenance of turbidite sands from IODP EXP 1301 in the northwestern Cascadia Basin, western North America (2009)
  • Author(s): Kiyokawa, S., Yokoyama, K.
  • Journal Title: Marine Geology 260 Pages: 19-29
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The tide-induced behavior of the iron rich reddish seawater in the Nagahama bay of the Iwo-Jima Island, Kaogoshima, Japan (2009)
  • Author(s): Ninomiya, T., Kiyokawa, S.
  • Journal Title: Memoir of Faculty of Science, Kyushu University, Series D, Earth and Planetary Sciences XXXIII Pages: 1-12
• [Journal Article] ガーナ南西部・原生代 Birimian 超層群の地質-1 原生代前期の海洋底層序 (2009)
  • Author(s): 清川昌一, 伊藤孝
  • Journal Title: 茨城大学教育学部紀要(自然科学) 58 Pages: 25-33
• [Presentation] Iron and carbon isotope evidence for ecosystem and environmental diversity in the ～2.7 to 2.5Ga Hamersley Basin, Western Australia (2009)
  • Author(s): Czaja, A.D., Johnson, C.M., Beard, B.L., Eigenbrode, J.L., Freeman, K.H., Yamaguchi, K.E.
  • Organizer: Geological Society of America, Annual Meeting
  • Place of Presentation: Portland, OR, USA
  • Year and Date: 20091018-20091021
• [Presentation] 太古代の海底熱水系の堆積層序と環境:DXCL掘削成果と他地域の層序対比側方変化 (2009)
  • Author(s): 清川昌一, 伊藤孝, 池原実, 山口耕生, 奈良岡浩, 菅沼悠介, 坂本亮, 細井健太郎
  • Organizer: 日本地質学会第116年学術大会
  • Place of Presentation: 岡山理科大学、岡山
  • Year and Date: 20090904-20090906
• [Presentation] DXCL掘削報告3:オーストラリア・ピルバラ海岸グリーンストーン帯における32億年前の堆積相復元 (2009)
  • Author(s): 坂本亮, 清川昌一, 伊藤孝, 池原実, 奈良岡浩, 山口耕生, 菅沼悠介, 細井健太郎, 宮本弥枝
  • Organizer: 日本地質学会第116年学術大会
  • Place of Presentation: 岡山理科大学、岡山
  • Year and Date: 20090904-20090906
• [Presentation] 鹿児島県薩摩硫黄島長浜湾における鉄沈澱機構の推定 (2009)
  • Author(s): 永田知研, 清川昌一, 二宮知美, 坂本亮, 竹原真美, 池原実, 小栗一将, 後藤秀作, 伊藤孝, 山口耕生
  • Organizer: 日本地質学会第116年学術大会
  • Place of Presentation: 岡山理科大学、岡山
  • Year and Date: 20090904-20090906
• [Presentation] Discovery of the oldest(3.4Ga)lateric paleosol in the Pilbara craton, Western Australia (2009)
  • Author(s): Ohmoto, H., Watanabe, Y., Yamaguchi, K.E.
  • Organizer: 資源地質学会第59回年会学術講演会
  • Place of Presentation: 東京大学
  • Year and Date: 20090624-20090626
• [Presentation] REE+Y geochemistry of the 3.46Ga Marble Bar Chertrecovered by the Archean Biosphere Drilling Project(ABDP) (2009)
  • Author(s): Yamaguchi, K.E., Kato, Y., Nakamura, K., Suzuki, K., Watanabe, Y., Nedachi, M., Ohmoto, H.
  • Organizer: 19th V.M.Goldschmidt Conference
  • Place of Presentation: Davos, Switzerland
  • Year and Date: 20090621-20090626
• [Presentation] Fe, S, and C isotopes record great microbial diversity in the Neoarchean (2009)
  • Author(s): Johnson, C.M., Yamaguchi, K.E., Ohmoto, H., Beard, B.
  • Organizer: 19th V.M.Goldschmidt Conference
  • Place of Presentation: Davos, Switzerland
  • Year and Date: 20090621-20090626
• [Presentation] Experimental study on hydrogen production through hydrothermal alteration of komatiite glass (2009)
  • Author(s): Yoshizaki, M., Suzuki, K., Shibuya, T., Shimizu, K., Nakamura, K., Yamaguchi, K.E., Yamamoto, S., Omori, S., Takai, K., Maruyama, S.
  • Organizer: 19th V.M.Goldschmidt Conference
  • Place of Presentation: Davos, Switzerland
  • Year and Date: 20090621-20090626
• [Presentation] 初期原生代のラテライト形成と生命-水-鉱物相互作用 (2009)
  • Author(s): 山口耕生
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2009年大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ、千葉
  • Year and Date: 20090516-20090521
• [Presentation] 太古代中期の有機物に富む海底堆積作用:DXCL掘削から紐解ける堆積場復元 (2009)
  • Author(s): 清川昌一, 坂本亮, 伊藤孝, 池原実, 北島富美雄, 菅沼悠介, 山口耕生, 奈良岡浩
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2009年大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ、千葉
  • Year and Date: 20090516-20090521
• [Presentation] DXCL掘削における太古代中期のデキソンアイランド層上部の詳細な記載と層序 (2009)
  • Author(s): 坂本亮, 清川昌一, 伊藤孝, 池原実, 北島富美雄, 奈良岡浩, 菅沼悠介, 細井健太郎, 山口耕生
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2009年大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ、千葉
  • Year and Date: 20090516-20090521
• [Presentation] 薩摩硫黄島長浜湾の浅海熱水系:鉄質沈殿物と赤褐色海水の長期観測 (2009)
  • Author(s): 二宮知美, 清川昌一, 坂本亮, 小栗一将, 山口耕生, 伊藤孝, 池原実
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2009年大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ、千葉
  • Year and Date: 20090516-20090521
• [Presentation] Box modeling to estimate the degree of water-rock interaction during the Paleoproterozoic Lateritization of the Hekpoort Basalt, South Africa (2009)
  • Author(s): Yamaguchi, K. E.
  • Organizer: Geofluids 2009
  • Place of Presentation: Adelaide, Australia
  • Year and Date: 20090415-18