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深部マントル由来火成岩から探る地球材料物質の起源と変遷

研究課題

研究課題/領域番号 19J01822
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
審査区分 小区分17010:宇宙惑星科学関連
研究機関国立研究開発法人海洋研究開発機構

研究代表者

日比谷 由紀  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海洋機能利用部門(海底資源センター), 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2019-04-25 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2019年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード深部マントル / 海洋島玄武岩 / 洪水玄武岩 / 核合成異常 / 質量分析 / 炭素質コンドライト / 巨大火成岩岩石区 / 同位体異常 / 核マントル相互作用
研究開始時の研究の概要

本研究では、地球深部由来の火成岩に、隕石を対象とした高精度安定同位体分析を世界で初めて適用し、近年見つかりつつある上部マントルとは異なる化学的特徴を示す深部マントル物質の同位体組成を決定する。これによって、地球の材料物質となった太陽系物質の真の姿(種類)を明らかにすることを目指す。

研究実績の概要

本研究は、地球深部由来の火成岩に、隕石を対象とした高精度安定同位体分析を適用するという、世界初の試みであり、近年見つかっている上部マントルとは異なる化学的特徴を示す深部マントル物質の起源を特定することを目指すものである。これまでに、海洋研究開発機構で確立した手法を用いて、深部マントル由来火成岩であるオントンジャワ海台玄武岩、サモア海洋島玄武岩、インドの洪水玄武岩試料の高精度Cr-Ti安定同位体分析を行った。その結果、Ti同位体異常は全ての試料において検出されなかった。これに対し、サモア海洋島玄武岩では、 地球上部マントル試料と同一のCr安定同位体組成をもつことを確認し、オントンジャワ海台玄武岩、インドの洪水玄武岩などのいくつかの試料では系統的に誤差範囲を超えて正のCr同位体異常を確認した。令和3年度には、これらいくつかの試料で見つかった深部マントルにおける系統的なCr同位体正異常の検証を継続した。これまでのCr同位体分析のデータを解析し、検出器であるファラデーカップに配置する同位体、規格化に用いる同位体、標準試料とスパイク物質の混合比、元素分離のバッチを変化させることによるCr同位体比測定結果の変動をテストし、データ解析によって、ファラデーカップ検出効率の経年劣化による変動などのいくつか重要な変動要因を発見した。これらの変動要因に関する知見は、今後、特に小さな(± 0.001 %以下の)Cr同位体異常をもちうる試料から異常を検出していく上で非常に重要な足掛かりとなる。今後は、これら同位体変動要因の結果をまとめ、深部マントルにおける系統的なCr同位体正異常の検証について国際誌に投稿する予定である。

現在までの達成度 (段落)

令和3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

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (30件)

すべて 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (25件) (うち国際学会 16件、 招待講演 2件)

  • [国際共同研究] ブリュッセル自由大学(ベルギー)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] ウィスコンシン大学(米国)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] Hydrothermal Activities on C-Complex Asteroids Induced by Radioactivity2022

    • 著者名/発表者名
      Fujiya W., Higashi H., Hibiya Y., Sugawara S., Yamaguchi A., Kimura M. and Hashizume K.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal Letters

      巻: 924 号: 1 ページ: L16-L16

    • DOI

      10.3847/2041-8213/ac448f

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The geologic history of Vesta inferred from combined 207Pb/206Pb and 40Ar/39Ar chronology of basaltic eucrites.2019

    • 著者名/発表者名
      Iizuka Tsuyoshi, Jourdan Fred, Yamaguchi Akira, Koefoed Piers, Hibiya Yuki, Ito Kengo TM., Amelin Yuri.
    • 雑誌名

      Geochimica et Cosmochimica Acta

      巻: 267 ページ: 275-299

    • DOI

      10.1016/j.gca.2019.09.034

    • 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] The promise and potential pitfalls of acid leaching for Pb Pb chronology2019

    • 著者名/発表者名
      Ito Kengo T.M.、Hibiya Yuki、Homma Yoshitaka、Mikouchi Takashi、Iizuka Tsuyoshi
    • 雑誌名

      Chemical Geology

      巻: 525 ページ: 343-355

    • DOI

      10.1016/j.chemgeo.2019.07.035

    • NAID

      130007749211

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Sampling mass and chemical heterogeneities among Ryugu samples returned by the Hayabusa2 mission2022

    • 著者名/発表者名
      N. Dauphas, The Hayabusa2-initial-analysis chemistry team
    • 学会等名
      Lunar and Planetary Science conference 2022
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] In-situ oxygen and manganese-chromium isotope studies of Ryugu: implications to temperature and timing of aqueous activity2022

    • 著者名/発表者名
      K. Nagashima, N. Kawasaki, N. Sakamoto, H. Yurimoto, The Hayabusa2-initial-analysis chemistry team.
    • 学会等名
      Lunar and Planetary Science conference 2022
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The Hayabusa2-initial-analysis chemistry team. Representative surface samples returned from near-earth c-type asteroid (162173) Ryugu and their initial analysis2022

    • 著者名/発表者名
      S. Tachibana, H. Yurimoto, T. Nakamura, T. Noguchi, R. Okazaki, H. Yabuta, H. Naraoka, S. Watanabe, Y. Tsuda
    • 学会等名
      Lunar and Planetary Science conference 2022
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Multi-isotopic analyses of bulk Ryugu samples returned by the Hayabusa2 mission2022

    • 著者名/発表者名
      T. Yokoyama, The Hayabusa2-initial-analysis chemistry team
    • 学会等名
      Lunar and Planetary Science conference 2022
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The oxygen isotopic composition of samples returned from asteroid Ryugu: evidence for similarity to CI chondrites2022

    • 著者名/発表者名
      E. D. Young, H. Tang, L. Tafla, A. Pack, T. Di Rocco, H. Yurimoto, The Hayabusa2-initial-analysis chemistry team
    • 学会等名
      Lunar and Planetary Science conference 2022
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Combined Cr-Ti isotope analyses of planetary materials2021

    • 著者名/発表者名
      Hibiya, Y.
    • 学会等名
      Goldschmidt Conference 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 深部マントル由来火山岩のクロム-チタン安定同位体分析2021

    • 著者名/発表者名
      日比谷 由紀, 飯塚 毅, 鈴木 勝彦, 米田 成一
    • 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] 短寿命-安定核種の共変動に基づく核宇宙・初期太陽系年代学の新展開2021

    • 著者名/発表者名
      飯塚 毅, 日比谷 由紀, 鈴木 充, 早川岳人
    • 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] 高精度クロムーチタン安定同位体分析法から探る地球材料物質の不均質性の痕跡2021

    • 著者名/発表者名
      日比谷 由紀, 飯塚 毅, 鈴木 勝彦, 米田 成一, 山下 勝行
    • 学会等名
      2021年度日本地球化学会オンライン年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] マントル由来火山岩のクロム-チタン安定同位体分析と今後の課題2021

    • 著者名/発表者名
      日比谷 由紀, 飯塚 毅, 鈴木 勝彦, 米田 成一, 山下 勝行
    • 学会等名
      日本質量分析学会同位体比部会2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 短寿命核種26Al-92NbおよびTi安定同位体の不均一分布に基づく初期太陽系年代学と核宇宙年代学2020

    • 著者名/発表者名
      飯塚 毅, 日比谷 由紀, 早川岳人
    • 学会等名
      2020年度 日本地球化学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Evolution of thermally metamorphosed C-complex asteroids inferred from a heated CM chondrite Jbilet Winselwan2020

    • 著者名/発表者名
      Fujiya Wataru, Higashi Hisahito, Hibiya Yuki, Sugawara Shingo, Yamaguchi Akira, Kimura Makoto, Hashizume Ko
    • 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] Chromium isotope analysis of basalts from the Ontong Java Plateau and Samoan Oceanic Islands in search for the core-mantle interaction2020

    • 著者名/発表者名
      Hibiya Yuki, Iizuka Tsuyoshi, Suzuki Katsuhiko, Yoneda Shigekazu
    • 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] Formation of the solar system inferred from nucleosynthetic isotope anomalies and short-lived radionuclide abundances, Oral, May. 2020.2020

    • 著者名/発表者名
      Iizuka Tsuyohi, Hibiya Yuki, Hayakawa Takehito
    • 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] Ti isotope systematics of bulk chondrites and CAIs2020

    • 著者名/発表者名
      Yamashita Katsuyuki, Ishigami Ayae, Gouda Shougo, Saibara Suguru, Hibiya Yuki, Iizuka Tsuyoshi
    • 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] Heat Source of a Thermally Metamorphosed CM Chondrite Jbilet Winselwan2020

    • 著者名/発表者名
      Fujiya Wataru, Higashi Hisahito, Hibiya Yuki, Sugawara Shingo, Yamaguchi Akira, Kimura Makoto, Hashizume Ko
    • 学会等名
      AOGS 17th annual meeting
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Investigation for the core signature in basalts from the Ontong java plateau and Samoan Ocean Islands2020

    • 著者名/発表者名
      Hibiya Yuki, Iizuka Tsuyoshi, Suzuki Katsuhiko, Yoneda Shigekazu
    • 学会等名
      Goldschmidt Conference 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Multiple CV chondrule precursors originating from the inner and outer Solar System: Evidence from Cr-Ti-O isotope systematics of Allende chondrules2020

    • 著者名/発表者名
      Fukuda Kohei, Hibiya Yuki, Kastelle C. R., Suzuki Katsuhiko, Iizuka Tsuyoshi, Helser T. E., Kita Noriko T.
    • 学会等名
      Lunar and Planetary Science conference 2021
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 短寿命核種ニオブ-92の起源と太陽系の形成過程2020

    • 著者名/発表者名
      日比谷 由紀
    • 学会等名
      第六回超新星ニュートリノ研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Cr and Ti isotope anomalies among planetary materials: toward understanding the origin of the Earth’s accreting material.2019

    • 著者名/発表者名
      Hibiya Yuki
    • 学会等名
      Core-mantle interaction and co-evolution joint group meeting
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The initial abundance of niobium-92 in the outer solar system2019

    • 著者名/発表者名
      Hibiya Yuki, Iizuka Tsuyoshi, Enomoto Hatsuki
    • 学会等名
      82nd Annual Meeting of The Meteoritical Society 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Olivine chemical features and O-Cr-Ti isotopic compositions of Northwest Africa 7312 unique differentiated meteorite: Comparing to other meteorite groups2019

    • 著者名/発表者名
      Yasutake Masahiro, Yamaguchi Akira, Greenwood Richard C., Hibiya Yuki, Iizuka Tsuyoshi, Franchi Ian A
    • 学会等名
      82nd Annual Meeting of The Meteoritical Society 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 外側太陽系におけるニオブ-92 の初生存在度2019

    • 著者名/発表者名
      日比谷 由紀, 飯塚 毅, 榎本 葉月
    • 学会等名
      2019年度 日本地球惑星科学連合大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Ti同位体を用いたAllende CAIの宇宙化学的研究2019

    • 著者名/発表者名
      山下 勝行, 石神あやゑ, 後田 祥吾, 西原 克, 日比谷 由紀, 飯塚 毅
    • 学会等名
      2019年度 日本地球化学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 鉛年代学に向けた酸洗浄過程の解明と注意点2019

    • 著者名/発表者名
      伊藤健吾, 日比谷 由紀, 本馬佳賢, 三河内岳, 飯塚毅
    • 学会等名
      2019年度 日本地球化学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2019-05-29   更新日: 2024-03-26  

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