Decording the origin of Earth's water from micro-inclusions preserved in oldest terrestrial minerals

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21H01177
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 17040:Solid earth sciences-related
• Research Institution: Yokohama National University
• Principal Investigator: Yamamoto Shinji 横浜国立大学, 大学院環境情報研究院, 教授 (30467013)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 平田 岳史 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (10251612) ; 伊藤 正一 京都大学, 理学研究科, 准教授 (60397023)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 初期地球 / 水の起源 / 砕屑性ジルコン / アパタイト包有物 / 水素同位体比

Outline of Final Research Achievements

Hydrogen isotope ratios of apatite inclusions in detrital zircons in the Jack Hills sedimentary rocks of Western Australia indicate that the Earth's mantle 3.6 billion years ago had significantly lower δD values (-354 ± 23) than those of the mantle today. The low δD value suggests that the Earth may have acquired hydrogen from the primordial solar nubula gas, and further analysis is expected to elucidate the origin of Earth’s water.

Free Research Field

地質学、岩石・鉱物学、同位体地球化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本課題で示された「約36 億年前のマントルの水素同位体比は-354‰であった」というデータは、地球の「水」の起源に関する従来の知見を覆すものであり、この手法をさらに拡張することで従来より仮説として提唱されている「コンドライトや彗星物質の後期重爆撃による水の付加」や「地球大気の水素散逸の変動」などが具体的なデータに基づき検証可能となり、地球形成進化史における惑星科学研究および地球史研究に対して重大な波及効果をもたらすことが予想される。