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2023 Fiscal Year Research-status Report

Determination of the scale of volcanic eruption during mass extinction using anomalous mercury isotope effects

Research Project

Project/Area Number 21K18661
Research InstitutionGakushuin University

Principal Investigator

大野 剛  学習院大学, 理学部, 教授 (40452007)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 澤木 佑介  東京大学, 大学院総合文化研究科, 助教 (00635063)
Project Period (FY) 2021-07-09 – 2025-03-31
Keywords水銀 / 同位体分別 / 大量絶滅 / 非質量依存
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、生物の大量絶滅と大規模火山噴火の関連性を調べるための新たな研究手法として、水銀の同位体比が光化学反応により非質量依存の同位体分別を引き起こすことを用いて、大規模火山噴火の定量的研究手法を開発することを目的としている。これまでの水銀同位体分析の前処理・試料導入法には主に酸分解法と還元気化法が用いられてきた。一方で、本研究が目標としている堆積物中の水銀はppbレベル(ng/g)と低濃度であるため、従来の酸分解・還元気化法を用いるとマトリックス効果により高精度な同位体分析が困難であるという問題があった。そこで、本研究では、天然の堆積岩試料中微量水銀に適用可能な新たな微量水銀同位体分析法 の開発を目指して研究を行っている。本年度は、水銀濃度が低い堆積岩を対象とした水銀濃縮法および同位体分析法の改良を進めた。具体的には、加熱気化水銀測定装置で試料を加熱し、試料中の水銀化合物を気化・定量した後、酸化剤を加えた溶液で酸化捕集濃縮する方法を改良した。数ngレベルの水銀を捕集した捕集液を還元気化装置を用いてMC-ICP-MSの試料導入経路に接続し水銀同位体比測定ができることが確認できた。得られた信号強度を解析することにより妥当な同位体比を得られることが示された。また、今年度も引き続き生物大量絶滅前後の地質試料を採取し、これらの堆積岩試料中の水銀量の定量を進めている。今後は本研究により開発した分析手法を用いて天然の試料へ応用していく予定である。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

生物大量絶滅前後の地質試料を採取し、これらの試料中の水銀量定量及び同位体分析を進めている。本研究により開発をした分析手法を用いて天然の試料へ応用することが可能となったため。

Strategy for Future Research Activity

これまでの研究で加熱気化水銀測定装置を用いて試料中の水銀化合物を気化・定量した後、酸化剤を加えた溶液で酸化捕集濃縮する方法を開発した。今後は水銀を捕集した捕集液を還元気化装置を用いてMC-ICP-MSの試料導入経路に接続し、水銀同位体比測定法を改良していく。さらに生物大量絶滅前後の地質試料を分析していく予定である。

Causes of Carryover

今年度採取した試料の分析を行うことで研究の進展が見込まれるため、次年度に質量分析計を利用するための費用を計上する必要が出たため。次年度使用額は分析計消耗品と分析補助に充てる予定である。

  • Research Products

    (6 results)

All 2024 2023

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Crystallization processes of quartz in a granitic magma: Implications for the magma chamber processes of Okueyama granite, Kyushu, Japan2024

    • Author(s)
      Yuguchi Takashi、Kato Takenori、Ogita Yasuhiro、Watanabe Minori、Yamazaki Hayoto、Kato Asuka、Itoh Daichi、Yokoyama Tatsunori、Sakata Shuhei、Ohno Takeshi
    • Journal Title

      Journal of Asian Earth Sciences

      Volume: 265 Pages: 106091~106091

    • DOI

      10.1016/j.jseaes.2024.106091

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Petrography and geochronology of the Kuki granite, Kitakami Mountains, northeastern Japan: Shallow crustal intrusion and emplacement processes of granitic magma2024

    • Author(s)
      SUZUKI Satoshi、YUGUCHI Takashi、ISHIGURO Keito、ENDO Kyoka、KATO Asuka、YOKOYAMA Kosuke、OGITA Yasuhiro、YOKOYAMA Tatsunori、SAKATA Shuhei、OHNO Takeshi、SASAO Eiji
    • Journal Title

      Journal of Mineralogical and Petrological Sciences

      Volume: 119 Pages: 230807

    • DOI

      10.2465/jmps.230807

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Temporal changes of 235 U/238 U and 236 U/238 U isotopic ratios in Tokyo Bay from the 1960s to the 2000s2023

    • Author(s)
      Ohno, Takeshi; Yoshida, Ami; Kitamura, Gou; Ijichi, Yuta; Fukami, Yusuke
    • Organizer
      Goldschmidt 2023 Conference
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 水銀の光還元反応における同位体分別の波長依存性2023

    • Author(s)
      大野剛; 平野隼; 村上諒; 伊地知雄太; 深海雄介
    • Organizer
      2023年度日本地球化学会第 70 回年会
  • [Presentation] 重元素の磁気同位体効果による非質量依存同位体分別の地球化学的応用2023

    • Author(s)
      深海雄介; 有泉涼子; 大野剛; 伊地知雄太; 柏原輝彦; 鈴木勝彦; 平田岳史;
    • Organizer
      2023年度日本地球化学会第 70 回年会
  • [Presentation] 水圏での水銀同位体変動メカニズムの解明2023

    • Author(s)
      村上諒; 平野隼; 深海雄介; 大野剛;
    • Organizer
      2023年度日本地球化学会第 70 回年会

URL: 

Published: 2024-12-25  

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