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集束イオンビームを用いたルミネッセンスイメージングの開発と鉱物組織の三次元観察

研究課題

研究課題/領域番号 18H01298
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分17040:固体地球科学関連
研究機関東京大学 (2019-2021)
東北大学 (2018)

研究代表者

鹿山 雅裕  東京大学, 大学院総合文化研究科, 助教 (30634068)

研究分担者 三宅 亮  京都大学, 理学研究科, 准教授 (10324609)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
13,130千円 (直接経費: 10,100千円、間接経費: 3,030千円)
2021年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2020年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2019年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2018年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
キーワードルミネッセンス / 鉱物 / 集束イオンビーム / 微細組織 / 石英 / 長石 / インパクタイト / カソードルミネッセンス / ナノイメージング / 衝撃変成作用 / 地質温度計 / 地質温度計・圧力計 / 三次元画像解析 / シリアルセクショニング / 三次元ナノイメージング / 年代測定法 / ジルコン
研究成果の概要

本計画では集束イオンビーム装置にルミネッセンス検出器を組み込んだイメージングシステムを開発するに至り、鉱物組織の三次元画像観察から惑星科学・地球科学への様々な応用を実現した。従来の光学・電子顕微鏡と比べて高空間分解能であることから、天体衝突に由来する衝撃変成組織を容易に可視化し、その存在形態から隕石やクレーターが経験した衝突の規模を評価することができる。地球での変成作用により生じた包有物からは、そろばん状の累帯構造を有する石英を発見し、これは高温相の特徴であることから、高温からの急冷に伴い生じたことを解明した。このように、本システムにより鉱物が経験した変成史を詳細に解明することが可能となる。

研究成果の学術的意義や社会的意義

このイメージングシステムはFIBを基盤としているため、従来の手法では困難であった1マイクロメートル以下の空間分解能での観測を実現する。サブミクロンオーダーでの組織・構造を非破壊かつ容易に観察が可能であり、いくつかの新奇的な地球・惑星学的応用を達成した。さらにルミネッセンスは物理学において半導体の評価や発光デバイスの開発などに必要な常套手段であり、本システムの流用から学際的なさらなる成果が期待される。

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (50件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (17件) (うち国際共著 11件、 査読あり 17件、 オープンアクセス 10件) 学会発表 (33件) (うち国際学会 10件、 招待講演 8件)

  • [雑誌論文] Global Distribution and Geological Context of Co‐Existing Occurrences of Olivine‐Rich and Plagioclase‐Rich Materials on the Lunar Surface2022

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto Satoru、Ohtake Makiko、Karouji Yuzuru、Kayama Masahiro、Nagaoka Hiroshi、Ishihara Yoshiaki、Haruyama Junichi
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Planets

      巻: 127 号: 2

    • DOI

      10.1029/2021je007077

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Investigation of the source region of the lunar-meteorite group with the remote sensing datasets: Implication for the origin of mare volcanism in Mare Imbrium2021

    • 著者名/発表者名
      Nagaoka Hiroshi、Ohtake Makiko、Shirai Naoki、Karouji Yuzuru、Kayama Masahiro、Daket Yuko、Hasebe Nobuyuki、Ebihara Mitsuru
    • 雑誌名

      Icarus

      巻: 370 ページ: 114690-114690

    • DOI

      10.1016/j.icarus.2021.114690

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Hidden intact coesite in deeply subducted rocks2021

    • 著者名/発表者名
      Taguchi Tomoki、Kouketsu Yui、Igami Yohei、Kobayashi Tomoyuki、Miyake Akira
    • 雑誌名

      Earth and Planetary Science Letters

      巻: 558 ページ: 116763-116763

    • DOI

      10.1016/j.epsl.2021.116763

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Space weathering of iron sulfides in the lunar surface environment2021

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto Toru、Noguchi Takaaki、Tobimatsu Yu、Harries Dennis、Langenhorst Falko、Miyake Akira、Hidaka Hiroshi
    • 雑誌名

      Geochimica et Cosmochimica Acta

      巻: 299 ページ: 69-84

    • DOI

      10.1016/j.gca.2021.02.013

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Discovery of primitive CO2-bearing fluid in an aqueously altered carbonaceous chondrite2021

    • 著者名/発表者名
      Akira Tsuchiyama, Akira Miyake, Satoshi Okuzumi, Akira Kitayama, Jun Kawano, Kentaro Uesugi , Akihisa Takeuchi, Tsukasa Nakano, Michael Zolensky
    • 雑誌名

      SCIENCE ADVANCES

      巻: 7 号: 17

    • DOI

      10.1126/sciadv.abg9707

    • NAID

      120007032349

    • 関連する報告書
      2020 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] Condensation of Glass with Multimetal Nanoparticles: Implications for the Formation Process of GEMS Grains2021

    • 著者名/発表者名
      Junya Matsuno, Akira Tsuchiyama, Takayuki Watanabe, Manabu Tanaka, Aki Takigawa, Satomi Enju, Chiyoe Koike ,Hiroki Chihara, Akira Miyake
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 911:47 号: 1 ページ: 1-16

    • DOI

      10.3847/1538-4357/abe5a0

    • 関連する報告書
      2020 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] Zoned quartz phenocrysts in supercooled melt inclusions in granulites from continental collision orogens2020

    • 著者名/発表者名
      27.Yoshikuni Hiroi, Tomokazu Hokada, Masahiro Kayama, Akira Miyake, Tatsuro Adachi, Bernard Prame, Keerthi Perera, Madhusoodhan Satish-Kumar, Yasuhito Osanai, Yoichi Motoyoshi, David J. Ellis, Kazuyuki Shiraishi
    • 雑誌名

      Island Arc

      巻: 29 号: 1 ページ: 1-16

    • DOI

      10.1111/iar.12374

    • 関連する報告書
      2020 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] Formation of ferroan dacite by lunar silicic volcanism recorded in a meteorite from the Moon2020

    • 著者名/発表者名
      Nagaoka Hiroshi、Fagan Timothy J.、Kayama Masahiro、Karouji Yuzuru、Hasebe Nobuyuki、Ebihara Mitsuru
    • 雑誌名

      Progress in Earth and Planetary Science

      巻: 7 号: 1 ページ: 12-12

    • DOI

      10.1186/s40645-020-0324-8

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Iron whiskers on asteroid Itokawa indicate sulfide destruction by space weathering.2020

    • 著者名/発表者名
      Toru Matsumoto
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 11.1 号: 1 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1038/s41467-020-14758-3

    • NAID

      120006813293

    • 関連する報告書
      2020 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] Crystallographic preferred orientation of talc determined by an improved EBSD procedure for sheet silicates: Implications for anisotropy at the slab-mantle interface due to Si-metasomatism2020

    • 著者名/発表者名
      Takayoshi Nagaya, Atsushi Okamoto, Ryosuke Oyanagi, Yusuke Seto, Akira Miyake, Masaoki Uno, Jun Muto, Simon R. Wallis
    • 雑誌名

      American Mineralogist

      巻: in press 号: 6 ページ: 873-893

    • DOI

      10.2138/am-2020-7006

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Formation process of sub-micrometer-sized metasomatic platinum-group element-bearing sulfide in Tahitian harzburgite xenolith2020

    • 著者名/発表者名
      N. Akizawa, T. Kogiso, A. Miyake, A. Tsuchiyama, Y. Igami, M. Uesugi
    • 雑誌名

      The Canadian Mineralogist

      巻: 58 号: 1 ページ: 99-114

    • DOI

      10.3749/canmin.1800082

    • 関連する報告書
      2019 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] 外来天体の衝突に由来する月の揮発性成分2019

    • 著者名/発表者名
      鹿山 雅裕
    • 雑誌名

      日本惑星科学会誌遊星人

      巻: 28 号: 1 ページ: 14-23

    • DOI

      10.14909/yuseijin.28.1_14

    • NAID

      130007691194

    • ISSN
      0918-273X, 2423-897X
    • 年月日
      2019-03-25
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 月内部に存在する揮発性成分2019

    • 著者名/発表者名
      鹿山 雅裕、橋爪 光
    • 雑誌名

      日本惑星科学会誌遊星人

      巻: 28 号: 1 ページ: 24-36

    • DOI

      10.14909/yuseijin.28.1_24

    • NAID

      130007691185

    • ISSN
      0918-273X, 2423-897X
    • 年月日
      2019-03-25
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] High-temperature structural change and microtexture formation of sillimanite and its phase relation with mullite2019

    • 著者名/発表者名
      Y. igami, S. Ohi, T. Kogiso, N. Furukawa, A. Miyake
    • 雑誌名

      American Mineralogist

      巻: 104 号: 7 ページ: 1051-1061

    • DOI

      10.2138/am-2019-6732

    • NAID

      120006732054

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A new occurrence of retrogressed eclogite from the Sanbagawa belt of southwest Japan and its significance2019

    • 著者名/発表者名
      T. Taguchi, S. Endo, Y. Igami, A. Miyake
    • 雑誌名

      Island Arc

      巻: 28

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 外来天体の衝突に由来する月の揮発性成分2019

    • 著者名/発表者名
      鹿山雅裕
    • 雑誌名

      日本惑星科学会誌「遊・星・人」

      巻: 28 ページ: 14-23

    • NAID

      130007691194

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 月内部に存在する揮発性成分2019

    • 著者名/発表者名
      鹿山雅裕、橋爪光
    • 雑誌名

      日本惑星科学会誌「遊・星・人」

      巻: 28 ページ: 24-36

    • NAID

      130007691185

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Scientific approaches to promotion of the lunar polar exploration2021

    • 著者名/発表者名
      鹿山雅裕,大竹真紀子,橋爪光,佐伯和人,山中千博,野村麗子,晴山慎,斎藤義文,榎戸輝揚,宮本英昭,諸田智克,唐牛譲,石原吉明,水野浩靖,星野健,麻生大
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2021年大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 月極域水から解読する、月-地球軌道を横切る惑星水フラックス2021

    • 著者名/発表者名
      橋爪光,山中千博,鹿山雅裕,大竹真紀子
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2021年大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Skew-normal peak fitting of cathodoluminescence on shocked quartz: a statistical model for impact pressure estimation2021

    • 著者名/発表者名
      常ユイ,門屋辰太郎,矢野恵佑,鹿山雅裕,田近英一,関根康人,関根利守,西戸裕嗣,小林 敬道
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2021年大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 玄武岩質岩石の衝撃溶融脈発生条件2021

    • 著者名/発表者名
      大野遼,黒澤耕介,新原隆史,三河内岳,玄田英典,富岡尚敬,鹿山雅裕,小池みずほ,佐野有司,佐竹渉,松井孝典
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2021年大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 炭酸塩岩の高歪速度変形時の挙動2021

    • 著者名/発表者名
      黒澤耕介,玄田英典,東真太郎,岡崎啓史,大野遼,新原隆史,三河内岳,富岡尚敬,境家達弘,近藤忠,鹿山雅裕,小池みずほ,佐野有司,松崎琢也,村山雅史,佐竹渉,松井孝典
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2021年大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 月に水資源がある可能性と将来の月探査計画2021

    • 著者名/発表者名
      鹿山雅裕
    • 学会等名
      国立研究開発法人 量子科学技術研究開発機構学術情報流通講座
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 月極域探査に向けたレーザー微量水分計「ADORE」2021

    • 著者名/発表者名
      村山純平,瀧上駿,橋爪光,阿部恒,鹿山雅裕,染川智弘,月崎竜童,横田勝一郎,山中 千博
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2021年大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Geology and Geochemistry of Siliceous Rocks in the Eoarchean Nuvvuagittuq Supracrustal Belt: Estimation of Their Origin and Evidence for Life2021

    • 著者名/発表者名
      石原湧樹,田中健太郎,三木志緒乃,澤木佑介,吉田聡,鹿山雅裕,佐野有司,小宮剛
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2021年大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 月極域探査のための画像分光カメラALISの開発2021

    • 著者名/発表者名
      佐伯和人,仲内悠祐,小川佳子,鹿山雅裕,北里宏平,出村裕英,長岡央,平野照幸,三河内岳,海老塚昇,岡本隆之,佐々木実,山形豊,石原吉明,唐牛譲,水野浩靖
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2021年大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] High-pressure and -temperature experiments simulating the lunar KREEP layer and constraint on its water content2020

    • 著者名/発表者名
      M. MURANUSHI, M. KAYAMA, T. MIYAMOTO, S. KAMADA, H. NAGAOKA, A. SUZUKI,
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Chemical and optical evaluation of zircon synthesized by Li-Mo flux method2020

    • 著者名/発表者名
      M. KAYAMA, D. Kaushik, Y. Tsuchiy
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] AFM-IRによる鉱物中微量水酸基検出の試み2020

    • 著者名/発表者名
      東 佳德、馬殿直樹、三宅 亮
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会第76回学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 火山ガラスからの鉱物の晶出過程その場観察実験2020

    • 著者名/発表者名
      三宅 亮、奥村 翔太
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会第76回学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 3D crystal size distributions of pyroxene nanolites based on nanoX-ray CT analyses2020

    • 著者名/発表者名
      奥村 翔太、無盡 真弓、土山 明、三宅 亮
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 火山砕屑物中に含まれるナノスケール磁性鉱物2020

    • 著者名/発表者名
      無盡 真弓、中村 美千彦、三宅 亮
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Deep-seated hydrothermal circulation beneath the rdige axis: a case study of crustal diopsidite from Oman ophiolite2020

    • 著者名/発表者名
      秋澤 紀克、三宅 亮、土山 明、横山 祐典、阿瀬 貴博、浅沼 尚
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Evaluation of shock deformation of the basement sandstone around the probable impact site of Australasian Tektite Event using synchrotron X-ray diffraction analysis2020

    • 著者名/発表者名
      多田 賢弘、鹿山 雅裕、常 ユイ、三宅 亮、伊神 洋平、多田 隆治、Carling Paul、Songtham Wickanet、田近 英一
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Mineralogic and petrologic characterization of a new silicic clast in lunar brecciated meteorite, Northwest Africa 27272019

    • 著者名/発表者名
      H. NAGAOKA, T.J. FAGAN, M. KAYAMA, Y. KAROUJI, N. HASEBE, M. EBIHARA
    • 学会等名
      50th Lunar and Planetary Science Conference
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Discovery of moganite in a lunar meteorite as a trace of H2O ice in the Moon’s regolith2019

    • 著者名/発表者名
      M. KAYAMA
    • 学会等名
      JSPS Japanese-German graduate externship International Workshop on Volatile Cycles
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Moganite in a lunar meteorite as a trace of H2O ice in the lunar regolith2019

    • 著者名/発表者名
      鹿山雅裕
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2019年大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Shock barometer using cathodoluminescence and synchrotron angle-dispersive x-ray diffraction analyses of minerals2019

    • 著者名/発表者名
      鹿山雅裕
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2019年大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 月極域探査ミッションの推進に向けた科学的アプローチ2019

    • 著者名/発表者名
      鹿山雅裕,橋爪光,長岡央,佐伯和人,山中千博,晴山慎,大竹真紀子
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2019年大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] HERACLESサイエンスワーキンググループ,HERACLES国際科学定義チーム,HERACLES mission: Returning to the Moon by an ESA-JAXA-CSA Joint Study2019

    • 著者名/発表者名
      4)唐牛譲,長岡央,石原吉明,鹿山雅裕,山本聡,長谷部信行,橋爪光,小川佳子,矢田達,春山純一,安部正真,大竹真紀子
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2019年大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 鉱物のカソードルミネッセンスと地球惑星科学への応用2019

    • 著者名/発表者名
      鹿山雅裕
    • 学会等名
      Gatan 製品技術セミナー2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 高温加熱ホルダーを用いた桜島火山ガラスからの鉱物晶出 その場観察2019

    • 著者名/発表者名
      三宅 亮、奥村 翔太
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2019年大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Application of FIB-microsampling for cryo-FIB- SEM analysis of fluid inclusions2019

    • 著者名/発表者名
      K. Yoshida, A. Miyake
    • 学会等名
      13th International Eclogite Conference
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Shock barometer using cathodoluminescence and synchrotron angle-dispersive x-ray diffraction analyses of minerals2019

    • 著者名/発表者名
      M. KAYAMA
    • 学会等名
      日本惑星科学連合2019年大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Moganite in a lunar meteorite as a trace of H2O ice in the lunar regolith2019

    • 著者名/発表者名
      M. KAYAMA
    • 学会等名
      日本惑星科学連合2019年大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Evaluation of the influence of alkali elements on hydrogen solubility of clinopyroxene for estimating water content of lunar mantle2019

    • 著者名/発表者名
      村主 樹、鈴木 昭夫、鹿山 雅裕、宮本 毅
    • 学会等名
      日本惑星科学連合2019年大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 月極域探査ミッションの推進に向けた科学的アプローチ2019

    • 著者名/発表者名
      鹿山 雅裕、橋爪 光、長岡 央、佐伯 和人、山中 千博、晴山 慎、大竹 真紀子
    • 学会等名
      日本惑星科学連合2019年大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ザイフェルタイトのラマン分光分析2019

    • 著者名/発表者名
      鹿山 雅裕、大谷 栄治、宮原 正明、金子 詳平、関根 利守、小澤 信、平尾 直久
    • 学会等名
      日本惑星科学連合2019年大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] HERACLES mission: Returning to the Moon by an ESA-JAXA-CSA Joint Study2019

    • 著者名/発表者名
      唐牛 譲、長岡 央、石原 吉明、鹿山 雅裕、山本 聡、長谷部 信行、橋爪 光、小川 佳子、矢田 達、春山 純一、安部 正真、大竹 真紀子、HERACLES サイエンスワーキンググループ、HERACLES 国際科学定義チーム
    • 学会等名
      日本惑星科学連合2019年大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Microstructural observations of quartz from the basement rocks of the Chicxulub impact structure and shock pressure estimation2018

    • 著者名/発表者名
      R. TANI, N. TOMIOKA, M. KAYAMA, Y. CHANG, H. NISHIDO, K. DAS, A. RAE, L. FERRIERE, S.P.S GULICK, J.V. MORGAN, the IODP-ICDP Expedition 364 Scientist
    • 学会等名
      AGU FALL MEATING
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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