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

2011 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20340146
• Research Institution: Toho University
• Principal Investigator: 山口 耕生 東邦大学, 理学部, 准教授 (00359209)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 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, 主任研究員 (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)およ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20年度と21年度には、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、粉末試料を作成して前処理を施し、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。約50のチャート試料のケイ酸塩成分の酸素同位体分析を行い、同様に高品質データを得ることができた。
平成22年度には、データの詳細な検討を行って論文を執筆し、酸素同位体データに関しても論文を執筆した。鉄の同位体分析用の試料前処理をするために設計・設置したクリーンルームの整備と分析ラインの構築を行った。以上の他、論文発表も一流の国際誌(EPSL,Palaeo3等)に複数行った。
平成23年度には、前年度に初稿を書いた論文に数値モデルを新たに加えて修正した。酸素同位体に関しても論文の修正を行った。クリーンルーム内の分析ラインの構築および整備を引き続き行った。以上の他、論文発表も一流の国際誌(Science)に行った。また、太古代の硫黄循環に関する論文を共同でNature誌に投稿した。
本研究は、研究代表者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)がNature Geoscience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の本研究の意義は非常に高く、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。
以上、本研究の最終年度も、以前に引き続き、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] Comments on "Abiotic pyrite formation produces a large Fe isotope fractionation (2011)
  • Author(s): Czaja, A.D., Johnson, C.M., Yamaguchi, K.E., Beard, B.L.
  • Journal Title: Science Volume: 335 Pages: 538
  • DOI: DOI:10.1126/science.1211804
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Freeze-fry cycles in the Paleoproterozoic Turee Creek Group, Western Australia (2011)
  • Author(s): VanKranendonk, M.J., Lepland, A., Yamaguchi, K.E.
  • Journal Title: Mineralogical Magazine Volume: 75 Pages: 2070
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Development of the modern-style geochemical cycle of uranium by 3.5 Ga : a solution to the "lead paradox" (2011)
  • Author(s): Ohmoto, H., Watanabe, Y., Yamaguchi, K.E., Bevacqua, D.C., Johnson, I., Rushton, T.
  • Journal Title: Mineralogical Magazine Volume: 75 Pages: 1561
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Iodine-129/Iodine-127 isotopic ratio of environmental water samples before and after the Fukushima Daiichi NPP accident (2011)
  • Author(s): Bamba, S., Yamaguchi, K.E., Amano, H.
  • Organizer: The 4th East Asia AMS Symposium,, Tokyo, Japan
  • Place of Presentation: University of Tokyo
  • Year and Date: 20111216-20111218
• [Presentation] Mesoarchean oceanic sedimentary sequences : Dixon Island-Cleaverville formations of Pilbara vs.Komati section of Fig Tree Group in Barberton (2011)
  • Author(s): Kiyokawa, S., Ito, T., Ikehara, M., Yamaguchi, K.E., Horie, K., Sakamoto, R., Teraji, S.
  • Organizer: American Geophysical Union, Fall Meeting
  • Place of Presentation: San Francisco, CA, USA
  • Year and Date: 20111205-20111209
• [Presentation] Euxinic deep ocean inferred from 3.2 Ga black shales sequence in DXCL-DR, Pilbara, Western Australia (2011)
  • Author(s): Sakamoto, R.,, Kiyokawa, S., Naraoka, H., Ikehara, M., Ito, T., Suganuma, Y., Yamaguchi, K.E.
  • Organizer: American Geophysical Union, Fall Meeting
  • Place of Presentation: San Francisco, CA, USA
  • Year and Date: 20111205-20111209
• [Presentation] Eleven-years-long record of ferric hydroxide sedimentations in Satsuma Iwo-Jima island, Kagoshima, Japan (2011)
  • Author(s): Ueshiba, T., Kiyokawa, S., Goto, S., Oguri, K., Ito, T., Ikehara, M., Ito, T., Yamaguchi, K.E., Nagata, T., Ninomiya, T., Ikegami, F.
  • Organizer: American Geophysical Union, Fall Meeting
  • Place of Presentation: San Francisco, CA, USA
  • Year and Date: 20111205-20111209
• [Presentation] Depositional age of the Mesoarchean strike-slip basins in the Cleaverville area, West Pilbara (2011)
  • Author(s): Takehara, M., Kiyokawa, S., Horie, K., Ito, T., Ikehara, M., Yamaguchi, K.E., Sakamoto, R., Nagata, T., Aihara, Y.
  • Organizer: Planetary Geology Field Symposium
  • Place of Presentation: Kitakyushu, Japan
  • Year and Date: 20111105-20111106
• [Presentation] Modern shallow ocean sedimentary record of ferric hydroxide in Satsuma Iwo-Jima island, Kagoshima, Japan (2011)
  • Author(s): Ueshiba, T., Kiyokawa, S., Goto, S., Oguri, K., Ito, T., Ikehara, M., Yamaguchi, K.E., Nagata, T., Ninomiya, T., F.Ikegami, F.
  • Organizer: Planetary Geology Field Symposium
  • Place of Presentation: Kitakyushu, Japan
  • Year and Date: 20111105-20111106
• [Presentation] Sulfidic deep ocean environment reconstructed from 3.2 Ga black shale sequence in DXCL-DP, Pilbara, Western Australia (2011)
  • Author(s): Sakamoto, S., Kiyokawa, S., Naraoka, H., Ikehara, M., Ito, T., Suganuma, Y., Yamaguchi, K.E.
  • Organizer: Planetary Geology Field Symposium
  • Place of Presentation: Kitakyushu, Japan
  • Year and Date: 20111105-20111106
• [Presentation] Dixon Island-Cleaverville Drilling Projects (DXCL-DP) Phases 1 & 2 in northwestern Pilbara, Western Australia : Searching for clues in the co-evolution of microbial biosphere and environments in early Earth from 3.2 Ga old sedimentary rocks.地球史初期の微生物生命圏と表層環境の進化の解明のための西オーストラリア陸上掘削計画:DXCL-DP Phases 1 & 2 (2011)
  • Author(s): 山口耕生、清川昌一、池原実、伊藤孝
  • Organizer: 第4回アストロバイオロジー・ワークショップ
  • Place of Presentation: 神戸大学、兵庫県神戸市(招待講演)
  • Year and Date: 20111026-20111027
• [Presentation] Evidence for the fully-oxygenated oceans and atmosphere during the Archean eon (2011)
  • Author(s): Ohmoto, H., Lasaga, A. C., Watanabe, Y., and Yamaguchi, K. E.
  • Organizer: Geological Society of America, Annual Meeting
  • Place of Presentation: Minneapolis, MN, USA
  • Year and Date: 20111009-12
• [Presentation] 太古代中期/原生代初期の海底堆積層序比較(Comparison of oceanic sedimentary sequences in Mesorchean and Paleoproterozoic greenstone belts) (2011)
  • Author(s): 清川昌一、伊藤孝、池原実、山口耕生、坂本亮、竹原真美、寺司周平
  • Organizer: 日本地質学会第118年学術大会
  • Place of Presentation: 茨城大学、茨城県水戸市
  • Year and Date: 20110909-20110911
• [Presentation] 鹿児島県薩摩硫黄島長浜湾の鉄沈殿物の特徴:10年間の気象及び火山活動記録・海底温度変化の対応関係について(Characteristics of Fe-rich sediment in Nagahama Bay, Satsuma Iwo-Jima Island, Kagoshima : Comparison with 10-year-record of meteorological events and volcanic activities and subseafloor temperature) (2011)
  • Author(s): 上芝卓也、清川昌一、永田知研、二宮知美、池上郁彦・小栗一将、伊藤孝、池原実、山口耕生、後藤秀作
  • Organizer: 日本地質学会第118年学術大会
  • Place of Presentation: 茨城大学、茨城県水戸市
  • Year and Date: 20110909-20110911
• [Presentation] バーバートン帯・32億年前マペペ層における岩相と有機炭素量の変化について(Relationship between lithology and organic carbon contents in the Komatisection at the 3.2 Ga Mapepe Formation in the Barberton Greenstone Belt, South Africa) (2011)
  • Author(s): 寺司周平、清川昌一、伊藤孝、池原実、山口耕生、稲本雄介
  • Organizer: 日本地質学会第118年学術大会
  • Place of Presentation: 茨城大学、茨城県水戸市
  • Year and Date: 20110909-20110911
• [Presentation] 西ピルバラ,太古代中期のクリバービル地域に見られる横ずれ堆積盆の形成時期の推定(Depositional age of the strike-slip basins in the Middle Archean Cleaverville area, West Pilbara) (2011)
  • Author(s): 竹原真美、清川昌一、堀江憲路、伊藤孝、池原実、山口耕生、坂本亮、永田知研、相原悠平
  • Organizer: 日本地質学会第118年学術大会
  • Place of Presentation: 茨城大学、茨城県水戸市
  • Year and Date: 20110909-20110911
• [Presentation] 薩摩硫黄島長浜湾の鉄に富む現世堆積物中の希土類元素の地球化学(Influence of shallow-water hydrothermal activity on the REE geochemistry of iron-rich surface sediment in the Nagahama Bay, Satsuma-Iwojima Island, southwest Japan) (2011)
  • Author(s): 蓑和雄人、阿部茜、山口耕生、清川昌一、永田知研、上芝卓也、池原実、伊藤孝
  • Organizer: 日本地質学会第118年学術大会
  • Place of Presentation: 茨城大学、茨城県水戸市
  • Year and Date: 20110909-20110911
• [Presentation] Release of arsenic from damped sediments originally deposited in the Shinaki Damreceiving neutralized acidic river water, Gunma, central Japan (2011)
  • Author(s): Yamaguchi, K.E., Tanaka, E.
  • Organizer: International Applied Geochemistry Symposium
  • Place of Presentation: Rovaniemi, Finland
  • Year and Date: 20110822-20110826
• [Presentation] Enrichment of Mo in the 3.2 Ga old Black Shales Recovered by DXCL-DP (Dixon Island-Cleaverville Drilling Project) in Pilbara, Western Australia (2011)
  • Author(s): Yamaguchi, K.E., Kiyokawa, S., Ikehara, M., Suganuma, Y., Ito, T.
  • Organizer: Origins 2011 : ISSOL (International Society for the Study of Origins of Life)-The International Astrobiology Society and Bioastronomy (IAU C51) Joint International Conference
  • Place of Presentation: Montpellier, France
  • Year and Date: 20110703-20110708
• [Presentation] 約25-27億年前の生態系と環境の多様性:鉄と有機炭素の安定同位体からの視点(Ecosystem and environments 2.5-2.7 Ga ago : Geochemical Records from the Hamersley Basin, Western Australia) (2011)
  • Author(s): 山口耕生
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2011年大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ、千葉県千葉市
  • Year and Date: 20110522-20110527
• [Presentation] 薩摩硫黄島長浜湾の鉄に富む現世堆積物中の希土類元素の地球化学(Influence of shallow-water hydrothermal activity on the REE geochemistry of iron-rich surface sediment in the Nagahama Bay, Satsuma-Iwojima Island, southwest Japan) (2011)
  • Author(s): 蓑和雄人、山口耕生、永田知研、清川昌一、池原実、伊藤孝
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2011年大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ、千葉県千葉市
  • Year and Date: 20110522-20110527
• [Presentation] 太古代中期の海洋底層序比較と堆積環境:クリバービル・デキソンアイランド層vs.マペペ層(Stratigraphic correlation and restored sedimentary environments of Mesoarchean oceanfloor : Cleaverville-Dixon Island vs.Mapepe formations) (2011)
  • Author(s): 清川昌一、坂本亮、寺司周平、伊藤孝、池原実、山口耕生
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2011年大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ、千葉県千葉市
  • Year and Date: 20110522-20110527
• [Presentation] 西オーストラリア・ピルバラにおける32億年前の黒色頁岩に見られる黄鉄鉱の岩石学的特徴と硫黄同位体比(Lithological characteristics and sulfur isotope compositions of pyrite in the 3.2 Ga black shales, Pilbara, Western Australia) (2011)
  • Author(s): 坂本亮、清川昌一、奈良岡浩、伊藤孝、池原実、山口耕生、菅沼悠介
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2011年大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ、千葉県千葉市
  • Year and Date: 20110522-20110527
• [Presentation] 鹿児島県・薩摩硫黄島長浜湾における熱水活動と鉄沈殿環境の解明(Hydrothermal activity and iron sedimentation in Nagahama Bay, Satsuma Iwo-jima Island, Kagoshima) (2011)
  • Author(s): 永田知研、清川昌一、池原実、小栗一将、後藤秀作、伊藤孝、山口耕生、上芝卓也
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2011年大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ、千葉県千葉市
  • Year and Date: 20110522-20110527
• [Presentation] 鹿児島県薩摩硫黄島長浜湾の鉄堆積物と10年間の気象データとの相関(Relationship between sediments and meteorological events for 10 years in Nagahama Bay, Satsuma Iwo-Jima Island, Kagoshima) (2011)
  • Author(s): 上芝卓也、清川昌一、永田知研、二宮知美、小栗一将、伊藤孝、池原実、山口耕生、後藤秀作
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2011年大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ、千葉県千葉市
  • Year and Date: 20110522-20110527
• [Presentation] 南アフリカ・バーバートン帯・フィグツリー層群・マペペ層の層序と帯磁率(Detailed stratigraphic descriptions of Komati section at the 3.2 Ga Mapepe Formation in the Barberton Greenstone Belt, South Africa) (2011)
  • Author(s): 寺司周平、清川昌一、伊藤孝、山口耕生、池原実、稲本雄介
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2011年大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ、千葉県千葉市
  • Year and Date: 20110522-20110527
• [Presentation] 環境試料中のI-129/I-127同位体比の簡便かつ迅速な分析法(Simple and rapid analytical method of I-129/I-127 in environmental samples) (2011)
  • Author(s): 伴場滋、山口耕生、天野光
  • Organizer: 第3回JAEAタンデドロンAMS利用報告会
  • Place of Presentation: プラザホテルむつ、青森県むつ市
  • Year and Date: 2011-10-27
• [Book] Encyclopedia of Astrobiology Chapter by Yamaguchi, K.E. : Paleosol (p.1211-1212) (2011)
  • Author(s): Editor-in-chief : Gargaud, Muriel
  • Total Pages: 1853
  • Publisher: Springer