グラファイトからの有機物生成:初期地球隕石海洋衝突による生物有機分子生成研究

• 研究課題/領域番号: 07J05159
• 研究種目: 特別研究員奨励費
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 国内
• 研究分野: 岩石・鉱物・鉱床学
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 古川 善博 東北大学, 大学院・理学研究科, 助教 (00544107)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2008
• 研究課題ステータス: 完了 (2008年度)
• 配分額: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円); 2008年度: 900千円 (直接経費: 900千円); 2007年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
• キーワード: 隕石衝突 / 初期地球 / 生命の起源 / アミノ酸 / カルボン酸 / アミン / 超臨界流体 / 衝撃波 / グラファイト / 超微粒子 / サーペンティン

研究概要

本研究は初期地球における隕石の海洋衝突による、生命起源有機分子の生成について、実験的アプローチにより検証を行い、その現象により可能な生成分子種、生成量を解明することを目的としている。昨年度は、隕石の海洋衝突の実験に成功し、隕石主要鉱物と水との反応を明らかにした。二年目の今年度はその技術を用い、無機炭素、鉄、ニッケル、水を原料とする初期地球における隕石の海洋衝突模擬実験による有機物の生成を明らかにすることを目的として研究を行った。この研究には回収試料の抽出手法の開発、それらの試料のLC/MSおよびGC/MSを用いた分析手法の開発が必要となった。これらの実験および開発を行い、カルボン酸、アミンおよびグリシン(アミノ酸の一種)の生成を明確に証明することができた。この研究により、はじめて、初期地球において利用可能な物質から隕石の海洋衝突現象により生物磯分子が生成することが示唆された。この研究成果の意義は大変大きく、Nature Geoscienceの1月号に掲載された。掲載後の社会的反響も大きく、日本の報道機関(NHK、朝日新聞、読売新聞、毎日新聞、日経新聞、時事通信、共同通信、ニュートン)のみならず、海外の報道機関(USA Today,Science News,New Scientist,Scientific American,Chemistry World,Discovery Channel等)によっても報道された。

研究成果

• [雑誌論文] Biomolecule formation by oceanic impact of meteorite (2009)
  • 著者名/発表者名: Furukawa, Y., Sekine, T., Oba, M., Kakegawa, T., Nakazawa, H.
  • 雑誌名: Nature Geoscience 2 ページ: 62-66
  • 査読あり
• [雑誌論文] An interlaboratory study of TEX86 and BIT analysis using high performance liquid chromatography/mass spectrometry (2009)
  • 著者名/発表者名: Schouten S., Hopmans E. C., van der Meer J., Mets A., Bard E., Bianchi T. S., Diefendorf A., Escala M., Freeman K. H., Furukawa Y., Huguet C., Ingalls A., Menot-Combes G., Nederbragt A. J., Oba M., Pearson A., Pearson E. J., Rosell-Mele A., Schaeffer P., Shah S., Shanahan T. M., Smith R. W., Smittenberg R., Talbot H. M., Uchida M., Van Mooy B., Yamamoto M., Zhang Z., Damste J. S. S.
  • 雑誌名: Geochemistry Geophysics Geosystems 10
  • 査読あり
• [雑誌論文] Formation of ultrafine particles from impact-generated supercritical water. (2007)
  • 著者名/発表者名: Furukawa, Y., Nakazawa, H., Sekine, T.& Kakegawa, T.
  • 雑誌名: Earth and Planetary Science Letters 258 ページ: 543-549
  • 査読あり
• [雑誌論文] 初期地球における局所還元環境とアミノ酸生成の可能性 (2007)
  • 著者名/発表者名: 古川 善博
  • 雑誌名: Viva Origino 生命の起原および進化学会誌 35 ページ: 98-100
  • NAID: 130008142253
  • 査読あり
• [学会発表] Experimental Synthesis of Organic Compounds From Inorganic Materials by the Simulated Impact on the Early Earth (2008)
  • 著者名/発表者名: 古川善博
  • 学会等名: AGU Fall meeting
  • 発表場所: サンフランシスコ(アメリカ)
  • 年月日: 2008-12-15
• [学会発表] 隕石構成鉱物、水および窒素の衝突反応による 有機分子の生成 (2008)
  • 著者名/発表者名: 古川善博
  • 学会等名: 日本惑星科学会2008年度秋季講演会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2008-11-01
• [学会発表] 隕石構成鉱物、水および窒素の衝突反応による有機分子の生成 (2008)
  • 著者名/発表者名: 古川善博
  • 学会等名: 日本鉱物科会2008年度年会
  • 発表場所: 秋田
  • 年月日: 2008-09-22
• [学会発表] 隕石構成鉱物、水および窒素の衝突反応による有機分子の生成 (2008)
  • 著者名/発表者名: 古川善博
  • 学会等名: 日本地球化学会2008年度年会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2008-09-17
• [学会発表] Impact Synthesis of Organic Compounds : Implication for their Mass Production on the Early Earth (2008)
  • 著者名/発表者名: 古川善博
  • 学会等名: 18th V. M. Goldschmidt conference
  • 発表場所: バンクーバー(カナダ)
  • 年月日: 2008-07-14
• [学会発表] Experimental evidence of impact-induced serpentine formation from olivine and water (2008)
  • 著者名/発表者名: 古川善博
  • 学会等名: 日本地球科学連合2008年大会
  • 発表場所: 幕張
  • 年月日: 2008-05-29
• [学会発表] 衝撃によるオリビンと水からのサーペンティン生成実験:初期地球への水運搬媒体生成の可能性 (2007)
  • 著者名/発表者名: 古川善博、掛川武、関根利守、中沢弘基
  • 学会等名: 日本惑星科学会2007年度秋季講演会
  • 発表場所: 高知大学
  • 年月日: 2007-09-25
• [学会発表] 衝撃によるオリビンと水からのサーペンティン生成実験:初期地球への水運搬媒体生成の可能性 (2007)
  • 著者名/発表者名: 古川善博、掛川武、関根利守、中沢弘基
  • 学会等名: 日本鉱物科会2007年度年会
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2007-09-23
• [学会発表] Impact-generated ultrafine particles of olivine and serpentine suggesting a source of aerogels in the air of the early Earth. (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Furukawa, T.Kakegawa, T.Sekine, H.Nakazawa
  • 学会等名: 17th V.M. Goldschmidt conference
  • 発表場所: ケルン(ドイツ)
  • 年月日: 2007-08-23