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初期地球の海洋化学組成および初期生命体活動環境の規定

研究課題

研究課題/領域番号 14403012
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分海外学術
研究分野 岩石・鉱物・鉱床学
研究機関東北大学

研究代表者

掛川 武  東北大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (60250669)

研究分担者 中沢 弘基 (中澤 弘基)  独立行政法人物質・材料研究機構, フェロー (80333780)
研究期間 (年度) 2002 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
13,200千円 (直接経費: 13,200千円)
2004年度: 2,600千円 (直接経費: 2,600千円)
2003年度: 5,200千円 (直接経費: 5,200千円)
2002年度: 5,400千円 (直接経費: 5,400千円)
キーワードイスア / グリーンランド / 初期地球 / 海洋化学 / リンのサイクル / 初期生命 / リン / イスア地域 / 二酸化炭素 / 枕状溶岩 / 縞上鉄鉱層 / 有機炭素 / 有機-金属複合体 / 縞状鉄鉱層 / 縞状鉄鋼層 / 二酸化炭素分圧 / 始生代
研究概要

本研究課題は、平成14年度に採択された。グリーンランド・イスア地域を対象に調査研究するものである。グリーンランド・イスア地域には地球最古の地層が広く存在する。地層の中には、38億年前の海洋で形成された地層も存在する。それらを用いて38億年前の海洋化学組成を復元するのが研究の目的である。また、イスア地域から採集された岩石の化学分析を通して最古の生物活動と当時の海洋化学組成との関係を検討することも目的に含まれる。グリーンランドイスア地域で3年にわたり地質調査・試料の分析を行った。ここでは東北大学の学生2名、教員2名が携わって調査研究した。コペンハーゲン大学との共同研究という事で調査は進められローシング博士の多大な支援をいただき調査自身は問題なく行えた。岩石を研究する上でのスタンダードな分析手法から、X-ray Scanning microscopeを用いた最新鋭分析も行った。その結果、38億円前の海洋のリンや炭酸塩に関する新しい知見を得て成果発表を行えた。38億年前の生命活動に関する新しい証拠も発見できた。
38億年前の海洋環境と類似する場が現在の陸上温泉や海底熱水系に存在すると仮説をたて、そうした「Modern Analog」の研究も同時進行で行った。また、フィールドで得られたデータを室内実験に応用し、初期地球環境での有機系分子の安定性(生命の安定性)を議論する研究も行った。
科学的な成果のみならず、科学雑誌やNHKスペシャルにも我々の研究の一端が紹介された。これによってパブリックアウトリーチも促進された。各種招待講演でも研究内容を公表してきている。

報告書

(4件)
  • 2004 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (49件)

すべて 2005 2004 2003 2002 その他

すべて 雑誌論文 (37件) 文献書誌 (12件)

  • [雑誌論文] 34億年前の海洋環境で活動した光合成細菌の痕跡・酸素発生型か非酸素発生型か?2005

    • 著者名/発表者名
      掛川 武
    • 雑誌名

      蛋白質 核酸 酵素 50

      ページ: 64-65

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 水曜海山海底熱水活動域の地下地質構造と硫化物硫黄同位体組成との関係2005

    • 著者名/発表者名
      掛川 武
    • 雑誌名

      海の研究 14

      ページ: 221-235

    • NAID

      130004387692

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Photosynthetic microbial mats in the 3416-Myr-old ocean.2005

    • 著者名/発表者名
      Kakegawa, T.
    • 雑誌名

      Protein, Nucleic acid and Enzyme 50

      ページ: 64-65

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Geological structure of the subsurface region at the Suiyo Seamount and its relationship to sulfur isotope compositions of sulfides.2005

    • 著者名/発表者名
      Kakegawa, T.
    • 雑誌名

      Oceanography in Japan 14

      ページ: 221-235

    • NAID

      130004387692

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] High yield shock synthesis of ammonia from iron, water and nitrogen available on the early Earth2005

    • 著者名/発表者名
      Nakazawa H.
    • 雑誌名

      Earth Planetary Science Letter (in press)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Formation of amino acids from graphite : origins of biomolucules on the early earth.2004

    • 著者名/発表者名
      Furukawa Y.
    • 雑誌名

      Water Dynamics Proceeding 2

      ページ: 213-214

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Polymerization of amino acids under the high pressure and temperature simulating the progressive diagenetic condition.2004

    • 著者名/発表者名
      Ohara S.
    • 雑誌名

      Water Dynamics Proceeding 2

      ページ: 215-216

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Geological study of carbonation of the 3.8 Ga Isua supracruatal belt and abiological graphite generation.2004

    • 著者名/発表者名
      Ohtomo Y.
    • 雑誌名

      Water Dynamics Proceeding 2

      ページ: 217-218

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Oceanithermus desulfurans sp nov., a novel thermophilic, sulfur-reducing bacterium isolated from a sulfide chimney in Suiyo Seeamount.2004

    • 著者名/発表者名
      Mori K.
    • 雑誌名

      International journal of systcmatic and cvolutionary microbiology 54

      ページ: 1561-1566

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] グリーンランド・イスア地域の岩石に刻まれた初期地球の姿2004

    • 著者名/発表者名
      掛川 武
    • 雑誌名

      地質ニュース 596

      ページ: 60-65

    • NAID

      40006281543

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 27億年〜21億年にかけて見いだされた異常な有機炭素同位体組成と初期生命進化2004

    • 著者名/発表者名
      掛川 武
    • 雑誌名

      岩石鉱物科学 33

      ページ: 141-145

    • NAID

      10012803799

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Importance of water/rock interaction at ancient sub-seafloor regions to supply bio-essential elements to early biota2004

    • 著者名/発表者名
      Kakegawa T.
    • 雑誌名

      Water Dynamics Proceeding 1

      ページ: 115-116

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Geochemistry of nitrogen in volcanic rocks altered by submarine hydrothemal activities at the Suiyo, Izu-ogasawara arc, Japan.2004

    • 著者名/発表者名
      Noda M.
    • 雑誌名

      Water Dynamics Proceeding 1

      ページ: 153-156

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 微生物学と地球科学のわかちがたい関係2004

    • 著者名/発表者名
      遠藤一佳
    • 雑誌名

      科学 74

      ページ: 166-169

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Formation of amino acids from graphite : origins of biomolucules on the early earth.2004

    • 著者名/発表者名
      Furukawa, Y.
    • 雑誌名

      Water Dynamics Proceeding 2

      ページ: 213-214

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Polymerization of amino acids under the high pressure and temperature simulating the progressive diagenetic condition.2004

    • 著者名/発表者名
      Ohara, S.
    • 雑誌名

      Water Dynamics Proceeding 2

      ページ: 215-216

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Geological study of carbonation of the 3.8 Ga Isua supracruatal belt and abiological graphite generation.2004

    • 著者名/発表者名
      Ohtomo, Y.
    • 雑誌名

      Water Dynamics Proceeding 2

      ページ: 217-218

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Oceanithermus desulfurans sp nov., a novel thermophilic, sulfur-reducing bacterium isolated from a sulfide chimney in Suiyo Seamount.2004

    • 著者名/発表者名
      Mori, K.
    • 雑誌名

      International journal of systematic and evolutionar y microbiology 54

      ページ: 1561-1566

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Image of the early Earth recorded in the Isua rocks, Greenland.2004

    • 著者名/発表者名
      Kakegawa, T.
    • 雑誌名

      Chishitsu News 596

      ページ: 60-65

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Abnomal carbon isotope records of organic matter in 2.7 Ga to 2.1 Ga marine sediments and its implication to the early life evolution2004

    • 著者名/発表者名
      Kakegawa, T.
    • 雑誌名

      Journal of Mineralogy and Petrology 33

      ページ: 141-145

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Importance of water / rock interaction at ancient sub-seafloor regions to supply bio-essential elements to early biota2004

    • 著者名/発表者名
      Kakegawa, T.
    • 雑誌名

      Water Dynamics Proceeding 1

      ページ: 115-116

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Geochemistry of nitrogen in volcaic rocks altered by submarine hydrothermal activities at the Suiyo, Izu-ogasawara arc, Japan.2004

    • 著者名/発表者名
      Noda, M.
    • 雑誌名

      Water Dynamics Proceeding 1

      ページ: 153-156

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Undevidable relationship between microbiology and geochemistry2004

    • 著者名/発表者名
      Endo, K.
    • 雑誌名

      Kagaku 74

      ページ: 166-169

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Heavy metal enrichment in Archean carbon-rich samples: Hint to early carbon-metal compounds for enzyme formation?2004

    • 著者名/発表者名
      Kakegawa T.
    • 雑誌名

      Geochem.Cosmochim.Acta. 68

      ページ: 799-799

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Oceanithermus desulfurans sp nov.,a novel thermophilic, sulfur-reducing bacterium isolated from a sulfide chimney in Suiyo Seamount2004

    • 著者名/発表者名
      Mori K.
    • 雑誌名

      International journal of systematic and evolutionary microbiology 54

      ページ: 1561-1566

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 最古の岩石が秘める生命起源へのヒント2003

    • 著者名/発表者名
      掛川武
    • 雑誌名

      化学 58

      ページ: 30-31

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 太古代海洋における硫酸還元菌の活動と生息環境2003

    • 著者名/発表者名
      掛川武
    • 雑誌名

      地学雑誌 112

      ページ: 218-225

    • NAID

      10020540097

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 地球大気はいつから酸化的になったか?2003

    • 著者名/発表者名
      掛川武
    • 雑誌名

      資源地質学会50周年記念教科書

      ページ: 254-256

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A novel lineage of sulfate-reducing microorganisms : Thermodesulfobiaceae fam.nov., Thermodesulfobium narugense, gen.nov., sp.nov., a new thermophilic isolate from a hot spring2003

    • 著者名/発表者名
      Mori, K.
    • 雑誌名

      Extremophiles 7

      ページ: 283-290

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 初期地球環境下での微生物進化2003

    • 著者名/発表者名
      掛川武
    • 雑誌名

      日本惑星科学会誌 12

      ページ: 14-18

    • NAID

      110003353463

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Hints for origin of life recorded in the oldest rocks2003

    • 著者名/発表者名
      Kakegawa, T.
    • 雑誌名

      Chemistry 58

      ページ: 30-31

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Activity of Sulfate-reducing Bacteria in Archean Oceans and their Living Environments2003

    • 著者名/発表者名
      Kakegawa, T.
    • 雑誌名

      Journal of Geography 112

      ページ: 218-225

    • NAID

      10020540097

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Evolution of microbial life form on the surface of the early Earth2003

    • 著者名/発表者名
      Kakegawa, T.
    • 雑誌名

      Society of Earth and Planetary Science 12

      ページ: 14-18

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A novel lineage of sulfate-reducing microorganisms : Thermodesulfobiaceae fam. nov., Thermodesulfobium narugense, gen.nov., sp.nov., a new thermophilic isolate from a hot spring2003

    • 著者名/発表者名
      Mori, K.
    • 雑誌名

      Extremophiles 7

      ページ: 283-290

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] When did the Earth atmosphere become oxic?2003

    • 著者名/発表者名
      Kakegawa, T.
    • 雑誌名

      Textbook for Society of Resource Geology

      ページ: 254-256

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Geochemical Cycles of Bio-essential elements on the early Earth and their relationships to origin of life2002

    • 著者名/発表者名
      Kakegawa, T.
    • 雑誌名

      Resource Geology 52

      ページ: 83-89

    • NAID

      10009487725

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Geochemical Cycles of Bio-essential elements on the early Earth and their relationships to origin of life2002

    • 著者名/発表者名
      Kakegawa T.
    • 雑誌名

      Resource Geology 52

      ページ: 83-89

    • NAID

      10009487725

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kakegawa T.: "Importance of water/rock interaction at ancient sub-seafloor regions to supply bio-essential elements to early biota"Water Dynamics Proceeding. vol.1. 34-36 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 遠藤 一佳, 南澤 究, 掛川 武, 犬伏 和之: "微生物学と地球化学のわかちがたい関係"科学. vol.74 No.2(別刷). 166-169 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 掛川 武: "太古代海洋における硫酸還元菌の活動と生息環境"地学雑誌. vol.112 No.2(987). 218-225 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Mori K., Kim H., Kakegawa T., Hanada S.: "A novel lineage of sulfate-reducing microorganisms : Thermodesulfobiaceae fam.nov., Thermodesulfobium narugense, gen.nov., sp.nov., a new thermophilic isolate from a hot spring"Extremophiles 7. 283-290 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 掛川 武: "最古の岩石が秘める生命起源へのヒント"化学. vol.58 No.7(別刷). 30-31 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 中澤 弘基: "Claysphere : past, present and futureの視点"粘土科学. vol.42.3. 115-119 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Kakegawa T., M.Noda, H.Nannri: "Geochemical Cycles of Bio-essential elements on the early Earth and their relationships to origin of life"Resource Geology. vol.52.2. 83-89 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 掛川武: "初期地球の生物活動と地球表層環境変動"日本惑星科学会誌、遊星人. vol.12, No.1. 14-18 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Kato Y., Urabe T., Kakegawa T.: "Preface-A special issue devoted to 50th Anniversary Symposium : Mineral Resources, Earth's Environments and Life"Resource Geology. vol.52.2. 81-82 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 中澤弘基: "Claysphere : past, present and futureの視点"粘土科学. vol.43.1(印刷中). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 掛川武: "宇宙の視点で見た地球・生命"ニュートン. vol23.no1. 54-59 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 掛川武: "資源地質学会50周年記念教科書「地球大気はいつから酸化的になったか?」"52-55 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

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