2014 Fiscal Year Annual Research Report
分子地球化学：原子レベルの状態分析に基づく地球と生命の進化史の精密解析
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22224011
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
高橋 嘉夫 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (10304396)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
坂口 綾 筑波大学, 数理物質科学研究科(系), 准教授 (00526254)
植木 龍也 広島大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (10274705)
谷水 雅治 独立行政法人海洋研究開発機構, 高知コア研究所, サブリーダー (20373459)
早坂 康隆 広島大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (10198830)
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| Project Period (FY) |
2010-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 分子地球化学 / X線吸収微細構造 / モリブデン / タングステン / セリウム / 同位体比 / 吸着構造 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
地球化学試料中の元素の挙動を放射光を用いたX線吸収微細構造法、分子軌道法、X線顕微鏡などで得た化学的素過程の知見から明らかにすると共に、それを基に同位体比の変動の解釈などを進め、元素の濃度-化学種-同位体分別を統合した分子地球化学的研究を推進した。
分子地球化学的研究推進の今後の大きなツールとなる走査型透過X線顕微鏡（STXM）の開発を進め、そのPhoton Factoryでの運用を開始した。その結果、日本では唯一炭素の官能基マッピングが可能な装置を実現し、その結果として、微生物が放出する有機物による硫化鉄の溶解過程の解明、有機物が混合した物質の各有機物の50 nmオーダーでの混合状態の解明、河川懸濁粒子中の粘土鉱物粒子と腐植物質の混合状態の解明、などの成果を得た。 また希土類元素の１つであるセリウム（Ce）の安定同位体の変動とCe異常の程度を組み合わせる研究を推進し、美濃帯の炭酸マンガンのCe異常の解釈や、水酸化鉄とマンガン酸化物が連続する沈殿物でのCe安定同位体の変動とその地球史研究への適用可能性などについての研究を進めた。 微生物表面への希土類元素の吸着過程を熱力学的モデリングで解釈することに成功した。またその応用として、DNAによる希土類元素の回収方法を提案し、特にサケ白子による回収が有効であることを示した。 海底のマンガン酸化物へのテルル、ニッケル、亜鉛、コバルトなどの元素の濃集プロセスを明らかにした。特にテルル（6配位が主）とセレン（4配位が主）を題材として、6配位と4配位を好む元素の濃集度の違いについて詳細な議論を展開した。
これらの研究は、原子・分子レベルの化学素過程について解明すると共に、それを基にしたマクロな地球化学・環境化学的現象の理解や正しい将来予測に繋がるものであり、今後の地球化学研究の方向性として１つの重要な指針を示している。
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| Research Progress Status |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Nanoscale Identification of Extracellular Organic Substances at the Microbe Mineral Interface by Scanning Transmission X-ray Microscopy2015
Author(s)
Mitsunobu, S ; Zhu, M ; Takeichi, Y ; Ohigashi, T ; Suga, H ; Makita, H ; Sakata, M ; Ono, K ; Mase, K ; Takahashi, Y
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Journal Title
Chemistry Letters
Volume: 44
Pages: 91-93
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Anatomy of the Cretaceous Hobenzan pluton, SW Japan: Internal structure of a small zoned pluton, and its genesis2014
Author(s)
Imaoka, T ; Nakashima, K ; Kamei, A ; Hayasaka, Y ; Ogita, Y ; Ikawa, T ; Itaya, T ; Takahashi, Y ; Kagami, H
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Journal Title
Lithos
Volume: 208
Pages: 81-103
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Characterization of Particulate Matters in the Pripyat River in Chernobyl Related to Their Adsorption of Radiocesium with Inhibition Effect by Natural Organic Matter2014
Author(s)
Suga, H ; Fan, QH ; Takeichi, Y ; Tanaka, K ; Kondo, H ; Kanivets, VV ; Sakaguchi, A ; Kato, K ; Inami, N ; Mase, K ; Ono, K ; Takahashi, Y
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Journal Title
Chemistry Letters
Volume: 43
Pages: 1128-1130
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Diversity of fluid geochemistry affected by processes during fluid upwelling in active hydrothermal fields in the Izena Hole, the middle Okinawa Trough back-arc basin2014
Author(s)
Ishibashi, J ; Noguchi, T ; Toki, T ; Miyabe, S ; Yamagami, S ; Onishi, Y ; Yamanaka, T ; Yokoyama, Y ; Omori, E ; Takahashi, Y ; Hatada, K ; Nakaguchi, Y ; Yshizaki, M ; Konno, U ; Shibuya, T ; Takai, K ; Inagaki, F ; Kawagucci, S
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Journal Title
Geochemical Journal
Volume: 48
Pages: 357-369
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Molecular mixing in donor and acceptor domains as investigated by scanning transmission X-ray microscopy2014
Author(s)
Moritomo, Y ; Sakurai, T ; Yasuda, T ; Takeichi, Y ; Yonezawa, K ; Kamioka, H ; Suga, H ; Takahashi, Y ; Yoshida, Y ; Inami, N ; Mase, K ; Ono, K
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Journal Title
Applied Physics Express
Volume: 7
Pages: -
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] Characterization of Particulate Matters in the Pripyat River in Chernobyl and the Kuchibuto River in Fukushima Related to its Adsorption of Radiocesium with Blocking Effect by Natural Organic Matter2014
Author(s)
Hiroki Suga, Qiaohui Fan, Yasuo Takeichi, Kazuya Tanaka, Hiroaki Kondo, Vladimir V. Kanivets, Aya Sakaguchi, Nobuhito Inami, Kazuhiko Mase, Kanta Ono, and Yoshio Takahashi
Organizer
12th International Conference on X-Ray Microscopy (XRM2014)
Place of Presentation
メルボルン（オーストラリア）
Year and Date
2014-10-27
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[Presentation] 走査型透過X線顕微鏡（STXM）を用いた環境化学の推進2014
Author(s)
高橋 嘉夫, 武市 泰男, 菅 大暉, 井波 暢人, 宮本 千尋, 坂田 昂平, 光延 聖, 朱 鳴, 櫻井 岳暁, 守友 浩, 上岡 隼人, 和穎 朗太, 浅野 眞希, 山口 紀子, 間瀬 一彦, 雨宮 健太, 小野 寛太
Organizer
日本地球化学会
Place of Presentation
富山大学（富山県）
Year and Date
2014-09-16
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[Presentation] 深海底熱水活動域に存在する酸化鉄被膜地帯での微生物調査2014
Author(s)
牧田 寛子, 布浦 拓郎, 平井 美穂, 高木 善弘, 菊池 早希子, 光延 聖, 土岐 知弘, 山中 寿朗, 宮崎 淳一, 中村 謙太郎, 高橋 嘉夫, 高井 研
Organizer
日本地球化学会
Place of Presentation
富山大学（富山県）
Year and Date
2014-09-16
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[Presentation] 福島県浪江町津島地区における粒径別鉛直一次元モデルを用いたダスト粒子による放射性物質の再浮遊の推定2014
Author(s)
石塚正秀, 三上正男, 田中泰宙, 五十嵐康人, 北和之, 山田豊, 吉田尚弘, 豊田栄, 佐藤志彦, 高橋嘉夫, 二宮和彦, 篠原厚
Organizer
地球惑星連合大会
Place of Presentation
横浜国際会議場（神奈川県）
Year and Date
2014-05-02
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[Presentation] 深海底に存在する酸化鉄皮膜地帯での微生物調査2014
Author(s)
牧田寛子, 菊池早希子, 布浦拓郎, 光延聖, 平井美穂, 高木善弘, 山中寿朗, 土岐知弘, 中村謙太郎, 阿部真理子, 宮崎淳一, 野口拓郎, 渡部裕美, 高橋嘉夫, 高井研
Organizer
地球惑星連合大会
Place of Presentation
横浜国際会議場（神奈川県）
Year and Date
2014-04-30
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[Presentation] 物理分画、同位体分析、固体・放射光分析による土壌有機物安定化の総合的理解2014
Author(s)
和穎朗太, 浅野眞希, 早川知恵, 井上弦, 梶浦雅子, 平舘俊太郎, 山口紀子, 稲垣善之, 内田昌男, 武市泰男, 菅大暉, 神農宗徹, 小野寛太, 高橋嘉夫
Organizer
地球惑星連合大会
Place of Presentation
横浜国際会議場（神奈川県）
Year and Date
2014-04-28
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