地球外天体における有機物化学進化の実証的解明

• 研究課題/領域番号: 16K13873
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 固体地球惑星物理学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 関根 康人 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (60431897)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円); 2017年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2016年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
• キーワード: 太陽系形成 / 有機合成 / 巨大天体衝突 / 化学進化 / 惑星起源・進化 / 地球化学

研究成果の概要

本研究では、地球外天体に存在する海の化学状態の理解を、無機化学から有機化学へと進める萌芽的研究を行った。多様な反応条件での有機熱水合成反応装置を構築し、これによって探査機によって取得された冥王星表面の有機物の反射スペクトルと、熱水実験で合成された有機物を比較することで、太陽系初期において冥王星に巨大衝突とそれに伴う有機合成が起きていたことを明らかにした。また、合成された有機物に対して衝撃変性実験を行うことで、将来の氷天体サンプルリターン探査の立案に必須となる実験データを取得した。

研究成果

• [国際共同研究] 高圧応用科学センター(中国)
• [国際共同研究] Max Planck Institute(ドイツ)
• [雑誌論文] An experimental study on impact-induced alterations of planetary organic simulants (2018)
  • 著者名/発表者名: Sekine Yasuhito、Kodama Kenya、Kobayashi Takamichi、Obata Seiji、Chang Yu、Ogawa Nanako O.、Takano Yoshinori、Ohkouchi Naohiko、Saiki Koichiro、Sekine Toshimori
  • 雑誌名: Meteoritics & Planetary Science 巻: 印刷中 号: 6 ページ: 1267-1282
  • DOI: 10.1111/maps.13075
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Experimental study of heterogeneous organic chemistry induced by far ultraviolet light: Implications for growth of organic aerosols by CH 3 addition in the atmospheres of Titan and early Earth (2018)
  • 著者名/発表者名: Hong Peng、Sekine Yasuhito、Sasamori Tsutoni、Sugita Seiji
  • 雑誌名: Icarus 巻: 307 ページ: 25-39
  • DOI: 10.1016/j.icarus.2018.02.019
  • 査読あり
• [雑誌論文] Depositional processes of impactites from the YAX-1 drill core in the Chicxulub impact structure inferred from vertical profiles of PDF orientations and grain size distributions of shocked quartz (2018)
  • 著者名/発表者名: Chang Yu、Goto Kazuhisa、Sekine Yasuhito、Tajika Eiichi
  • 雑誌名: Meteoritics & Planetary Science 巻: 印刷中 号: 7 ページ: 1323-1340
  • DOI: 10.1111/maps.13082
  • 査読あり
• [雑誌論文] 深宇宙探査機によるテラヘルツ波帯観測が拓く惑星科学 (2017)
  • 著者名/発表者名: 黒田剛史, 佐川英夫, 関根康人, 笠井康子, Paul Hartogh
  • 雑誌名: 日本リモートセンシング学会誌 巻: 37 号: 4 ページ: 351-361
  • DOI: 10.11440/rssj.37.351
  • NAID: 130006539090
  • ISSN: 0289-7911, 1883-1184
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The Charon-forming giant impact as a source of Pluto's equatorial dark regions (2017)
  • 著者名/発表者名: Sekine, Y., H. Genda, S. Kamata, T. Funatsu
  • 雑誌名: Nature Astronomy 巻: 1 号: 2 ページ: 1-6
  • DOI: 10.1038/s41550-016-0031
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] An automated method for crater counting using rotational pixel swapping method (2017)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto, S., T. Matsunaga, R. Nakamura, Y. Sekine, N. Hirata, Y. Yamaguchi
  • 雑誌名: IEEE transaction on geoscience and remote sensing 巻: 印刷中
  • 査読あり
• [雑誌論文] 還元的な惑星大気における有機物エアロゾルの成長過程に関する実験的研究 (2016)
  • 著者名/発表者名: 洪鵬, 関根康人, 杉田精司
  • 雑誌名: エアロゾル研究 巻: 31 号: 3 ページ: 185-191
  • DOI: 10.11203/jar.31.185
  • NAID: 130005421160
  • ISSN: 0912-2834, 1881-543X
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] 木星氷衛星探査 JUICEからの今後の惑星科学 (2018)
  • 著者名/発表者名: 関根康人、齋藤義文、春山純一、松岡彩子、笠羽康正、浅村和史、塩谷圭吾、小林正規、笠井康子、東原和行、JUICE-日本チーム
  • 学会等名: 宇宙科学シンポジウム、JAXA、相模原市、神奈川県
• [学会発表] Hydrology of Subsaline Lakes in Southern Mongolia: A Terrestrial Analog Study for Lacustrine Environments and Chloride Depositions on Early Mars (2018)
  • 著者名/発表者名: Chida, T., Sekine, Y., Fukushi, K., Matsumiya, H., Solongo, T., Hasebe, N., Davaadorj, J.
  • 学会等名: 49th Lunar and Planetary Science Conference, The Woodlands Waterway Marriott Hotel and Convention Center, The Woodlands, Texas, USA
• [学会発表] ”ハビタブル”とは何か：水惑星学の創成を目指して (2017)
  • 著者名/発表者名: 関根康人、福士圭介、渋谷岳造、玄田英典、臼井寛裕
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2017年大会、幕張メッセ、千葉市、千葉県
• [学会発表] Experimental study on manganese oxide formation: Interpretation of manganese oxide on Gale crater and oxidizing environment on early Mars (2017)
  • 著者名/発表者名: 野田夏実、今村翔子、関根康人、上杉宋一郎、栗栖美菜子、宮本千尋、田畑陽久、高橋嘉夫、村上隆
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2017年大会、幕張メッセ、千葉市、千葉県
• [学会発表] Experimental investigations on hydrothermal reactions within large icy satellites and Martian crustal rocks using a 130-MPa hydrothermal autoclave (2017)
  • 著者名/発表者名: 丹 秀也、関根 康人
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2017年大会、幕張メッセ、千葉市、千葉県
• [学会発表] Experimental study of Fe2+ photo-oxidation in circumneutral-pH solution: Implications for the trigger for acidification of surface water on early Mars (2017)
  • 著者名/発表者名: Tabata, H., Sekine, Y., Kanzaki, Y., Sugita, S., and Murakami, T.
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2017年大会、幕張メッセ、千葉市、千葉県
• [学会発表] 火星は厚いCO2大気を持っていなかった？マンガン酸化実験から探る初期火星の大気組成 (2017)
  • 著者名/発表者名: 今村翔子、野田夏実、関根康人、上杉宋一郎、栗栖美菜子、宮本千尋、田畑陽久、村上隆、高橋嘉夫
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2017年大会、幕張メッセ、千葉市、千葉県
• [学会発表] 水惑星学の創成 (2017)
  • 著者名/発表者名: 関根康人、渋谷岳造、玄田英典、福士圭介、臼井寛裕、鍵裕之、倉本圭、高橋嘉夫、渡邊誠一郎
  • 学会等名: 日本地球化学会第64回年会、東京工業大学、目黒区、東京都
• [学会発表] 水惑星学の創成 (2017)
  • 著者名/発表者名: 関根康人、渋谷岳造、玄田英典、福士圭介、臼井寛裕、鍵裕之、倉本圭、高橋嘉夫、渡邊誠一郎
  • 学会等名: 日本惑星科学会2017年秋季講演会、大阪大学、豊中市、大阪府
• [学会発表] 中性pHにおけるFe2+光酸化反応の実験的研究：初期火星の表層酸性化イベントに対する示唆 (2017)
  • 著者名/発表者名: 田畑陽久、関根康人、菅崎良貴、杉田精司、村上隆
  • 学会等名: 日本惑星科学会2017年秋季講演会、大阪大学、豊中市、大阪府
• [学会発表] エウロパ内部海の熱水環境における硫酸還元反応 (2017)
  • 著者名/発表者名: 丹秀也、関根康人、渋谷岳造、宮本千尋、高橋嘉夫
  • 学会等名: 日本惑星科学会2017年秋季講演会、大阪大学、豊中市、大阪府
• [学会発表] Water chemistry of “aqua” planets: Pluto & Ceres (2017)
  • 著者名/発表者名: Sekine, Y.
  • 学会等名: Joint meeting of Multi-scale asteroid science & Aqua planetology, JAXA, Sagamihara, Kanagawa, Japan
• [学会発表] High-O2, low-CO2 atmosphere on early Mars inferred from manganese oxide deposits (2017)
  • 著者名/発表者名: Sekine, Y., Imamura, S., Noda, N., Takahashi, Y., Uesugi, S., Kurisu, M., and Hartmann, J.
  • 学会等名: American Geophysical Union Fall meeting, New Orleans Ernest N. Morial Convention Center, New Orleans, Louisiana, USA
• [学会発表] Neutral pH ocean on Ceres: Implications for formation temperature of Ceres in the protoplanetary disk (2016)
  • 著者名/発表者名: Sekine, Y., T. Shibuya, Y. Aikawa
  • 学会等名: American Geophysical Union Fall meeting 2016
  • 発表場所: Moscone Center, San Fracisco, California, USA
  • 年月日: 2016-12-12
  • 国際学会
• [学会発表] Runaway acidification of surface water on early Mars in response to atmospheric evolution (2016)
  • 著者名/発表者名: Sekine, Y., H. Tabata
  • 学会等名: Asian Oceanian Geoscience Conference
  • 発表場所: China National Convention Centre, Beijing, China
  • 年月日: 2016-07-31
  • 国際学会
• [学会発表] Neutral pH of water on early Ceres (2016)
  • 著者名/発表者名: Sekine, Y., T. Shibuya, Y. Aikawa, T. Funatsu
  • 学会等名: Goldschmidt conference 2016
  • 発表場所: パシフィコ横浜、横浜市、神奈川県
  • 年月日: 2016-06-26
  • 国際学会
• [図書] Enceladus―evidence and unsolved questions for an ice-covered habitable world (in Astrobiology: Origin and history of life and the Earth, and Search for life in Solar System and extra-solar planets) (2018)
  • 著者名/発表者名: Sekine, Y., Shibuya, T., and Kamata, S.
  • 出版者: Springer