2009 Fiscal Year Annual Research Report
初期原生代の大気酸素上昇の定量的予測:極低酸素風化環境下でのFeの挙動
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21340157
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
村上 隆 The University of Tokyo, 大学院・理学系研究科, 教授 (00253295)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小暮 敏博 東京大学, 大学院・理学系研究科, 准教授 (50282728)
宇都宮 聡 九州大学, 大学院・理学系研究院, 准教授 (40452792)
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| Keywords | 大気進化 / 風化 / 古土壌 / 低酸素 / Fe |
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| Research Abstract |
初期原生代(25-20億年前)に大気酸素分圧(PO_2)は、<10^<-6>気圧から>10^<-3>気圧に上昇したと考えられている。我々はこのような低酸素状態でのFe(II)の酸化速度式と鉱物の溶解速度式をPO_2の関数として実験的に決定し、風化当時のPO_2の情報がFeの酸化速度の関数として残されている古土壌(当時の風化を受けた岩石)に適用する、また、この速度論を元に風化モデルを構築、数式化することにより、初期原生代の酸素上昇パターンを定量的に明らかにしようとしている。
通常のArガス置換法では、PO_2は10^<-4>気圧までにしか下げることができないので、本年度は酸素除去器を設置し、現有のグローブボックスの改良を行った。Arガス中の不純物酸素を酸素除去器中の金属銅と反応させることにより、除去する。Arガスのグローブボックスへの流入量を変化させることにより、PO_2を10^<-4>気圧以下でコントロールすることができた。一方、Fe(II)の酸化は過剰の溶存酸素の存在下で一次反応として起こるので、極低PO_2では初期Fe(II)濃度を数百pptまで下げる必要がある。この極低Fe(II)濃度を測定するために、ルミノール試薬を用いた化学発光法(CL)を適用した。予備実験を繰り返した結果、この方法で数十pptのFe(II)濃度を測定することが可能になった。先行実験と同じくPO_2を10^<-3>気圧に設定し、この手法によるFe(II)の酸化速度を検証した結果、本年度取り入れた手法が極低PO_2におけるFe(II)の酸化速度実験に適していることがわかった。
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