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約38億年前の地球表層希土類金属元素循環と生命圏の解明

研究課題

研究課題/領域番号 15J00507
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 地球・資源システム工学
研究機関北海道大学

研究代表者

大友 陽子  北海道大学, 工学研究院, 特別研究員(SPD)

研究期間 (年度) 2015-04-24 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
11,440千円 (直接経費: 8,800千円、間接経費: 2,640千円)
2017年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2016年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2015年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
キーワードイスア表成岩帯 / 縞状鉄鉱層 / 最古の生命の痕跡 / グラファイト / モナザイト / ゼノタイム / ジルコン / 生命の起源 / CHIME年代測定 / 集束イオンビーム / 希土類金属元素 / 変成作用
研究実績の概要

本研究では約38億年前に形成したイスア表成岩帯に産する生物由来graphiteと共存する希土類鉱物 (zircon, monazite, xenotime)の年代測定・組成分析により、当時の微生物生態系に制約を与えることを目的とした。これら希土類鉱物はサイズ数μm~10μmと非常に小さい為、微小領域分析に強いCHIME年代法での分析を試みた。希土類鉱物はしばしばクラックが入っている為、CHIME法であってもビームがうまく当たらず正確な測定ができないという問題点が浮上した。そこで可能な限り多点分析を行い、妥当な測定値のみを採用することとした。測定の結果、zirconは過去の研究で示されたイスア表成岩帯の形成年代 (Nutman et al., 2009)と同等かそれよりも古く、当時の砕屑物由来であり変成作用の影響は少ないと考えられる。一方でxenotime及びmonaziteの年代は約37億年前と約27億年前の2箇所にピークを持つことがわかったが、CHIME年代の誤差を考えると、本結果のみでxenotimeやmonaziteの初生年代を決定することはできない。そこでgraphiteとmonaziteの微小領域における位置関係からその成因を割り出すため、monazite、基質およびgraphite凝集体が共存する部分を集束イオンビームで切断して薄膜を作製し、透過型電子顕微鏡による組織観察を行った。するとmonazite結晶中にもgraphite及び石英の包有物が観察された。このgraphiteの結晶格子は乱れており、生物由来graphiteに似た特徴を示した。この産状は形成過程でgraphiteのもととなった生物の死骸や石英がmonazite中に取り込まれた、すなわちモナザイトの前駆物質が当時の海洋で沈殿したことを示唆していると考えられる。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2018 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 2件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 4件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Data report: water activity of the deep coal-bearing basin off Shimokita from IODP Expedition 3372018

    • 著者名/発表者名
      Wataru Tanikawa, Yoko Ohtomo, Glen Snyder, Yuki Morono, Yu’suke Kubo, Yoshihiro Iijima, Takuroh Noguchi, Kai-Uwe Hinrichs, and Fumio Inagaki
    • 雑誌名

      Proceedings of the Integrated Ocean Drilling Program, 337: Tokyo (Integrated Ocean Drilling Program Management International, Inc.)

      巻: 337 ページ: 1-12

    • DOI

      10.2204/iodp.proc.337.204.2018

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] グリーンランド・イスア表成岩帯の石墨片岩中に含まれるモナザイトのCHIME年代測定2017

    • 著者名/発表者名
      大友陽子, 加藤丈典
    • 雑誌名

      名古屋大学宇宙地球環境研究所年代測定研究部共同利用による研究成果報告書 (XXVIII).

      巻: 印刷中

    • NAID

      120006498112

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 初期地球生命圏研究の近年の動向について2016

    • 著者名/発表者名
      大友陽子
    • 雑誌名

      地球化学

      巻: 50 号: 3 ページ: 177-186

    • DOI

      10.14934/chikyukagaku.50.177

    • NAID

      130005267121

    • ISSN
      0386-4073, 2188-5923
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書 2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] グリーンランド・イスア地域の岩石から読み解く約38億年前の生命圏2016

    • 著者名/発表者名
      大友陽子
    • 雑誌名

      名古屋大学宇宙地球環境研究所年代測定研究部共同利用による研究成果報告書

      巻: XXVII ページ: 19-23

    • NAID

      120005773967

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Occurrence of Tourmaline in Metasedimentary Rocks of the Isua Supracrustal Belt, Greenland: Implications for Ribose Stabilization in Hadean Marine Sediments2015

    • 著者名/発表者名
      Mishima S., Ohtomo Y. and Kakegawa T.
    • 雑誌名

      Orig Life Evol Biosph

      巻: 46 号: 2-3 ページ: 247-271

    • DOI

      10.1007/s11084-015-9474-x

    • NAID

      130005492394

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Depositional environment of graphite-bearing metasedimentary rocks and banded iron formations in >3.7 Ga Isua Supracrustal Belt, West Greenland2017

    • 著者名/発表者名
      Ohtomo, Y., Kato, T., Otake, T. & Kakegawa, T.
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Microstructure and geochemistry of organic matters associated with iron minerals in 3.2 Ga banded iron formations, Moodies Group, Barberton Greenstone Belt, South Africa.2017

    • 著者名/発表者名
      Nakajima, R., Ohtomo, Y., Otake, T., Kakegawa, T. & Sato, T.
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Micro to nanoscale observations of carbonaceous matters in 3.2 Ga Banded iron formations, Sheba Gold mine, Moodies Group, Barberton Greenstone Belt and >3.7 Ga schist, Isua Supracrustal Belt2017

    • 著者名/発表者名
      Ohtomo, Y., Nakajima, R., Otake, T. & Kakegawa, T.
    • 学会等名
      Goldschmidt Conference
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 初期~中期太古代堆積岩中右記炭素の微細構造観察: グリーンランド・イスア表成岩帯及びバーバトン緑色岩帯・ムーディーズ層群の例2017

    • 著者名/発表者名
      大友陽子, 中島亮, 大竹翼, 掛川武.
    • 学会等名
      2017年度日本地球化学会第64回年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 低温熱水環境下でのクロムスピネルの合成実験と電子顕微鏡による観察.2017

    • 著者名/発表者名
      西方美羽, 大友陽子, 大竹翼, 木村勇気, 川本大祐, 佐藤努.
    • 学会等名
      2017年度日本地球化学会第64回年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 南アフリカ・バーバトン緑色岩帯ムーディーズ層群の鉄鉱層における有機物の地球化学的特徴と微細構造観察.2017

    • 著者名/発表者名
      中島亮, 大友陽子, 大竹翼, 掛川武, 佐藤努.
    • 学会等名
      2017年度日本地球化学会第64回年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Geochemical and petrological characteristics of carbonatites and associated fenites in Kangankunde, Malawi.2017

    • 著者名/発表者名
      Chikanda, F., Ohtomo, Y., Otake T. & Sato, T.
    • 学会等名
      2017年度資源地質学会年会講演会 (第67回)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] The role of multi-stage processes on REE enrichment as indicated by stable carbon and oxygen isotopic compositions of Kangankunde carbonatites, Malawi.2017

    • 著者名/発表者名
      Chikanda, F., Otake T., Ohtomo, Y. & Sato, T.
    • 学会等名
      第7回同位体環境学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 西グリーンランド・イスア表成岩帯における変堆積岩の地質学的・地球化学的特徴及び希土類鉱物の産状からみる約38億年前の微生物棲息環境2016

    • 著者名/発表者名
      大友陽子, 大竹翼,掛川武
    • 学会等名
      2016年度日本地球化学会第63回年会
    • 発表場所
      公立大学法人大阪市立大学 (大阪府大阪市)
    • 年月日
      2016-09-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Petrographic and geochemical characteristics of monazite and zircon associated with biogenic graphite in > 3.7 Ga metasedimentary rocks, Isua Supracrustal Belt, West Greenland.2016

    • 著者名/発表者名
      Ohtomo, Y., Kato, T. & Otake, T.
    • 学会等名
      Goldschmidt Conference
    • 発表場所
      パシフィコ横浜 (神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2016-06-26
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Biosignature recorded in geochemical correlations between organic matter and Fe-bearing minerals in 3.2Ga banded iron formations, Barberton Greenstone Belt, South Africa.2016

    • 著者名/発表者名
      Nakajima, R., Ohtomo, Y., Otake, T., Kakegawa, T. and Sato, T.
    • 学会等名
      Goldschmidt Conference
    • 発表場所
      パシフィコ横浜 (神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2016-06-26
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] グリーンランド・イスア地域の岩石から読み解く約38億年前の生命圏2016

    • 著者名/発表者名
      大友陽子
    • 学会等名
      第28回名古屋大学宇宙地球環境研究所年代測定研究部シンポジウム
    • 発表場所
      名古屋大学野依記念学術交流館 (愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2016-01-28
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 地下深部に自生するCO2資源化菌の高圧リアクター培養2015

    • 著者名/発表者名
      大友陽子
    • 学会等名
      北海道資源・素材フォーラム2015 ~資源・エネルギー・環境の諸問題に微生物機能を利用した最新の技術動向と未来~
    • 発表場所
      北海道大学学術交流会館 (北海道札幌市)
    • 年月日
      2015-12-11
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 約38億年前の岩石に残された最古の生命の痕跡2015

    • 著者名/発表者名
      大友陽子
    • 学会等名
      第45回結晶成長国内会議 (NCCG-45) 結晶成長基礎・評価分科会, バイオ有機文科会合同シンポジウム「地球・惑星・生命における結晶成長」
    • 発表場所
      北海道大学学術交流会館 (北海道札幌市)
    • 年月日
      2015-10-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Carbonate vein formation in banded iron formations and metabasalts associated with CO2 metasomatism, Isua Supracrustal Belt, West Greenland2015

    • 著者名/発表者名
      Ohtomo, Y. & Kakegawa
    • 学会等名
      ゴールドシュミット国際会議
    • 発表場所
      チェコ、プラハ
    • 年月日
      2015-08-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] CCS現場条件を再現するリアクターシステムの開発及びシステムを利用したCO2資源化菌の培養実験2015

    • 著者名/発表者名
      大友陽子, 井尻暁, 池川洋二郎, 堤正純, 井町寛之, 浦本豪一郎, 星野辰彦, 諸野祐樹, 酒井早苗, 斉藤由美, 谷川亘, 廣瀬丈洋, 稲垣史生.
    • 学会等名
      平成27年度資源・素材学会北海道支部総会および春季講演会
    • 発表場所
      函館市国際水産・海洋総合研究センター(北海道函館市)
    • 年月日
      2015-06-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2015-11-26   更新日: 2024-03-26  

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