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2011 Fiscal Year Annual Research Report

気候・環境変動指標鉱物の溶解・成長機構:温度可変AFM法によるナノスケール解析

Research Project

Project/Area Number 23340163
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

桑原 義博  九州大学, 大学院・比較社会文化研究院, 准教授 (90281196)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 上原 誠一郎  九州大学, 大学院・理学研究院, 助教 (70158773)
石田 清隆  九州大学, 大学院・比較社会文化研究院, 准教授 (60108602)
中牟田 義博  九州大学, 総合研究博物館, 准教授 (80128058)
北 逸郎  九州大学, 大学院・比較社会文化研究院, 教授 (10143075)
林 辰弥  独立行政法人国立科学博物館, 非常勤研究者 (80571132)
KeywordsAFM / 重晶石 / 溶解・成長機構 / ステップ / エッチピット / 気候・環境変動
Research Abstract

本年度の研究計画は,主として,1)温度可変AFM法の導入と確立,2)気候・環境変動指標鉱物のAFM溶解その場観察,および,3)ラミナイト層の生成条件の推定のための基礎データの獲得,であった.これらの研究計画に対し,以下の成果が得られた.
1)に関しては,温度可変AFMの導入が終了し,特に,本研究の主題である室温以下の低温条件(5-25℃)でのAFMその場観察が可能であることを確認した.これにより,当初の計画通り,室温・高温条件に加えて,低温条件での溶解実験を遂行中である2)に関しては,純水中における重晶石の温度60℃までのAFM溶解その場観察実験を行い,(1)各温度でのステップ後退速度,エッチピット形成速度等を精確に決定したこと,(2)温度40℃前後を境にステップの後退様式やエッチピットの形成様式,およびそれらのメカニズムが変化すること,(3)本研究で得られた重晶石溶解に対する活性化エネルギーが先行研究の結果よりかなり高く,先行研究の結果の問題点を指摘した上で,温度60℃前後を境にして,低温条件では重晶石溶液の温度依存性がより強くなること,(4)電解質溶液・低温(室温程度)条件および純水-高温条件での重晶石の溶解様式の類似性が新たに浮かび上がってきたこと,などの新たな知見が得られた.これらの結果の一部は学会で発表するとともに,論文を投稿中である.3)に関しては,珪藻化石および花粉化石の解析と粘土鉱物分析を進め,ネパール・古カトマンズ湖の環境及び周辺の古気候変動の復元を試みている.その結果の一部は学会で発表するとともに論文を投稿中である.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

初年度の研究計画通り,温度可変AFMの導入・確立が終わり,温度5~60℃までのAFM溶解その場観察が可能となった.また,重晶石の溶解その場観察実験も計画通り進行しており,新たな成果も得られている.同時に,ラミナイト層生成条件の推定のための珪藻・花粉化石の解析も順調に進んでいる.

Strategy for Future Research Activity

当初の研究計画については,おおむね順調に進展している.来年度以降は,溶解実験に加えて結晶成長実験を開始する.ただし,研究実績の概要でも記したように,新たに,電解質溶液・低温(室温程度)条件および純水・高温条件での重晶石の溶解様式の類似性が浮かび上がってきた.これは,重晶石の溶解速度をコントロールする要因や活性化エネルギーの変化を解明する上で重要な事象であり,従って,当初の計画には無かった室温における電解質溶液での溶解実験を始めたところである・この実験に関しては,温度条件を室温に限定できるので,時間的な問題はない.

  • Research Products

    (10 results)

All 2012 2011

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (8 results)

  • [Journal Article] Actinocyclus nipponicus sp.nov.and A.bradburyii sp.nov.(Bacillariophyta) from Miocene lacustrine sediments of the proto-Japan Sea2012

    • Author(s)
      Hayashi, et al
    • Journal Title

      Phycologia

      Volume: 51 Pages: 98-112

    • DOI

      doi:10.2216/11-17.1

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Far-infrared spectra of synthetic ^[4][(Al_2-xGa_x)(Si_2-yGe_y)](OH,OD,F)-kinoshitalite : Characterization and assignment of interlayer Ba-O_<inner> and Ba-O_<outer> stretching bands2011

    • Author(s)
      Ishida, Hawthone
    • Journal Title

      American Mineralogist

      Volume: 96 Pages: 566-576

    • DOI

      doi:10.2138/am.2011.3626

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 中-後期更新世における古カトマンズ湖珪藻群集の群集生態学的研究2012

    • Author(s)
      林辰弥, 他
    • Organizer
      MRC研究発表会
    • Place of Presentation
      東北大学
    • Year and Date
      2012-03-02
  • [Presentation] 最終氷期における中央ヒマラヤ南斜面の古気候・古環境変動:カトマンズ盆地堆積物中の粘土鉱物分析から2011

    • Author(s)
      桑原義博, 他
    • Organizer
      日本粘土学会第55回粘土科学討論会
    • Place of Presentation
      鹿児島大学
    • Year and Date
      2011-09-14
  • [Presentation] AFMによる純水中でのbarite(001)表面の溶解その場観察2011

    • Author(s)
      桑原義博, 他
    • Organizer
      日本鉱物科学会2011年年会
    • Place of Presentation
      茨城大学
    • Year and Date
      2011-09-11
  • [Presentation] 過去60万年間のにわたる古カトマンズ湖浮遊性・底生珪藻の生態記録の比較研究2011

    • Author(s)
      林辰弥, 他
    • Organizer
      日本地質学会第118年学術大会
    • Place of Presentation
      茨城大学
    • Year and Date
      2011-09-11
  • [Presentation] 合成白雲母と砥部石の遠赤外吸収スペクトル2011

    • Author(s)
      石田清隆
    • Organizer
      日本鉱物科学会2011年年会
    • Place of Presentation
      茨城大学
    • Year and Date
      2011-09-10
  • [Presentation] 古カトマンズ湖の微粒炭,海綿骨針,植物珪酸体の分析に基づく過去70万年のインドモンスーンと堆積環境の変遷史2011

    • Author(s)
      杉本美沙, 他
    • Organizer
      日本第四紀学会2011年大会
    • Place of Presentation
      鳴門教育大
    • Year and Date
      2011-08-27
  • [Presentation] ブリュンヌ期中期の古カトマンズ湖プランクトン珪藻事件2011

    • Author(s)
      林辰弥, 他
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2011年大会
    • Place of Presentation
      千葉幕張メッセ
    • Year and Date
      2011-05-26
  • [Presentation] スミアスライド観察と微粒炭分析に基づく古カトマンズ湖の過去70万年間の環境変遷史2011

    • Author(s)
      杉本美沙, 他
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2011年大会
    • Place of Presentation
      千葉幕張メッセ
    • Year and Date
      2011-05-25

URL: 

Published: 2013-06-26  

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