Elucidation of "nitrogen-cycle" and its long-term evolution on Martian surface

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21H01149
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 17010:Space and planetary sciences-related
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: Koike Mizuho 広島大学, 先進理工系科学研究科(理), 助教 (60836154)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中田 亮一 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 超先鋭研究開発部門(高知コア研究所), 主任研究員 (50726958) ; 臼井 寛裕 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 教授 (60636471) ; 菅原 春菜 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 特任助教 (50735909)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 火星隕石 / 窒素化学種 / XAFS法 / 窒素の循環と進化 / 火星アナログ岩石

Outline of Final Research Achievements

This study focuses on nitrogen speciation in various Martian meteorites and Terrestrial basaltic lava breccia (regarded as Mars analog) to understand the possible nitrogen cycling on past Mars. The nitrogen k-edge micro-X-ray absorption fine structure (XAFS) was measured at the soft X-ray beam line (BL27SU) of SPring-8 synchrotron. Because the N concentration in the meteorites was expected to be low, we first established the clean sample preparation protocol, before measuring the unknowns and N-bearing reference reagents. The XAFS spectra of the young Martian meteorites indicate the trace and heterogenous distribution of nitrate and/or other N-bearing compounds. However, their concentrations were too low to achieve the higher spatial resolution analysis or isotope analysis. For further study, one needs to improve the analytical methods.

Free Research Field

地球惑星化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

地球の兄弟星とも言われる火星は、現在は寒冷で乾燥した惑星だが、 約40億年前には豊富な表層水と分厚い大気を有し、初期地球に似た環境だったと考えられている。このような火星の環境大変遷史の解明は、広く地球型惑星の現在と将来を理解する上で重要である。また、火星は月に次いで人類にとって身近な天体であり、2030年代の火星圏サンプルリターン計画、および、その後の火星有人探査が期待される。今後10年以内に火星回収試料に直接アクセスできると見込まれる現在、本研究により隕石の局所非破壊分析法が確立され、火星の窒素についての知見が得られた学術的意義は非常に大きい。