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高精度地球化学分析と数理手法で読み解く温室地球とレアアース資源生成の因果律

研究課題

研究課題/領域番号 20H02678
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31020:地球資源工学およびエネルギー学関連
研究機関東京大学

研究代表者

安川 和孝  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (00757742)

研究分担者 大田 隼一郎  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 講師 (70793579)
宮崎 隆  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海域地震火山部門(火山・地球内部研究センター), 主任研究員 (80371722)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2022年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2021年度: 8,190千円 (直接経費: 6,300千円、間接経費: 1,890千円)
2020年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
キーワードレアアース泥 / 海底鉱物資源 / オスミウム同位体 / バリウム同位体 / 深海堆積物 / 地球化学分析 / 多変量解析 / マスバランスモデル / 地球システム / 同位体分析 / 物質循環
研究開始時の研究の概要

本研究の目的は,新生代初期の温室地球における高品位レアアース泥の成因を解明することである.そのために,温室地球で生じた海底堆積物の広域地球化学データセットの構築,多変量統計解析と同位体分析による環境・物質循環変動の痕跡の抽出,および上記項目の成果を制約条件とした海洋元素マスバランス計算によるレアアース泥生成過程の定量的検討を行う.

研究成果の概要

本研究は,新生代初期の温室地球において高品位なレアアース泥が生成した原因の解明を目的とした.本研究では,南北太平洋およびインド洋で採取された複数の深海堆積物コア試料を用いて,化学組成分析,炭素・酸素同位体分析,オスミウム同位体分析,バリウム同位体分析を行った.その結果,特に温暖化した時期には大陸岩石の化学風化と海洋の生物生産が促進されたことを示した.さらに,数値シミュレーションを用いた検討の結果,特に高品位なレアアース泥の生成には,大陸風化強度や海水準の変動に加えて,海洋の生物生産性の変動が重要な役割を果たした可能性が考えられた.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の学術的意義は,将来の気候変動の予測精度向上という観点から近年盛んに研究が進んでいる過去の温室地球が,地球システム内の元素循環の変動を通じて,深海底におけるレアアースの有望な資源の生成と密接に関係していたことを新規データや数値計算によって初めて示した点にある.本研究により,特に海洋の生物生産性の変遷が,有望なレアアース泥の分布を推定する上で考慮すべき重要事項となった.現代社会の様々なハイテク機器に欠かせないレアアースの新規資源探査における新たな指針を提示したという点で,本研究の社会的意義は非常に大きい.

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 1件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 8件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 4件)

  • [雑誌論文] Rare‐Earth Elements in Deep‐Sea Sediments in the South Pacific Gyre: Source Materials and Resource Potentials2023

    • 著者名/発表者名
      Tanaka Erika、Mimura Kazuhide、Nakamura Kentaro、Ohta Junichiro、Yasukawa Kazutaka、Kato Yasuhiro
    • 雑誌名

      Geochemistry, Geophysics, Geosystems

      巻: 24 号: 3

    • DOI

      10.1029/2022gc010681

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Essential processes involving REE-enrichment in biogenic apatite in deep-sea sediment decoded via multivariate statistical analyses2022

    • 著者名/発表者名
      Kazutaka Yasukawa, Junichiro Ohta, Morihisa Hamada, Qing Chang, Hitomi Nakamura, Kana Ashida, Yutaro Takaya, Kentaro Nakamura, Hikaru Iwamori, Yasuhiro Kato
    • 雑誌名

      Chemical Geology

      巻: 614 ページ: 121184-121184

    • DOI

      10.1016/j.chemgeo.2022.121184

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Enhanced continental chemical weathering during the multiple early Eocene hyperthermals: New constraints from the southern Indian Ocean2022

    • 著者名/発表者名
      Tanaka Erika、Yasukawa Kazutaka、Ohta Junichiro、Kato Yasuhiro
    • 雑誌名

      Geochimica et Cosmochimica Acta

      巻: 331 ページ: 192-211

    • DOI

      10.1016/j.gca.2022.05.022

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Secular Variations in Provenance of Sedimentary Components in the Western North Pacific Ocean Constrained by Sr Isotopic Features of Deep‐Sea Sediments2022

    • 著者名/発表者名
      Tanaka Erika、Yasukawa Kazutaka、Nakamura Kentaro、Ohta Junichiro、Miyazaki Takashi、Vaglarov Bogdan Stefanov、Machida Shiki、Fujinaga Koichiro、Iwamori Hikaru、Kato Yasuhiro
    • 雑誌名

      Geochemistry, Geophysics, Geosystems

      巻: 23 号: 1

    • DOI

      10.1029/2021gc009729

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Geological features and resource potential of deep-sea mud highly enriched in rare-earth elements in the Central Pacific Basin and the Penrhyn Basin2021

    • 著者名/発表者名
      Ohta Junichiro、Yasukawa Kazutaka、Nakamura Kentaro、Fujinaga Koichiro、Iijima Koichi、Kato Yasuhiro
    • 雑誌名

      Ore Geology Reviews

      巻: 139 ページ: 103387-103387

    • DOI

      10.1016/j.oregeorev.2021.104440

    • 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] Stratigraphic Variations of Fe-Mn Micronodules and Implications for the Formation of Extremely REY-Rich Mud in the Western North Pacific Ocean2021

    • 著者名/発表者名
      Yasukawa Kazutaka、Kino Satoshi、Ohta Junichiro、Azami Keishiro、Tanaka Erika、Mimura Kazuhide、Fujinaga Koichiro、Nakamura Kentaro、Kato Yasuhiro
    • 雑誌名

      Minerals

      巻: 11 号: 3 ページ: 270-270

    • DOI

      10.3390/min11030270

    • 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
  • [雑誌論文] Geochemical features of Fe-Mn micronodules in deep-sea sediments of the western North Pacific Ocean: Potential for co-product metal extraction from REY-rich mud2020

    • 著者名/発表者名
      Yasukawa Kazutaka、Kino Satoshi、Azami Keishiro、Tanaka Erika、Mimura Kazuhide、Ohta Junichiro、Fujinaga Koichiro、Nakamura Kentaro、Kato Yasuhiro
    • 雑誌名

      Ore Geology Reviews

      巻: 127 ページ: 103805-103805

    • DOI

      10.1016/j.oregeorev.2020.103805

    • 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
  • [雑誌論文] Geochemical Features of Redox-Sensitive Trace Metals in Sediments under Oxygen-Depleted Marine Environments2020

    • 著者名/発表者名
      Yano Moei、Yasukawa Kazutaka、Nakamura Kentaro、Ikehara Minoru、Kato Yasuhiro
    • 雑誌名

      Minerals

      巻: 10 号: 11 ページ: 1021-1021

    • DOI

      10.3390/min10111021

    • 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
  • [学会発表] 南太平洋Campbell Plateauの海底堆積物から復元した古第三紀前期温室地球における超温暖化イベントの化学的特徴2023

    • 著者名/発表者名
      Kazutaka Yasukawa, Erika Tanaka, Ann G. Dunlea, Ingrid Hendy, Bryan Niederbockstruck, Ursula Rohl, Minoru Ikehara, Kentaro Nakamura, Yasuhiro Kato
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2023年大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 海洋-堆積物間のNd質量収支計算に基づくレアアース泥生成の支配因子の長期変動の検討2023

    • 著者名/発表者名
      松波亮佑・安川和孝・中村謙太郎・加藤泰浩
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2023年大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Long-term variation of barium stable isotope ratio as a proxy for paleo-productivity during the Paleogene “Hothouse” world2023

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Kuwahara, Kakeru Ikegami, Kazutaka Yasukawa, Takashi Miyazaki, Erika Tanaka, Kentaro Nakamura, Yasuhiro Kato
    • 学会等名
      Goldschmidt 2023
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The Paleogene seawater Os isotope record of the Indian Ocean: Implications for the chemical weathering feedback against Eocene Hyperthermal Events.2022

    • 著者名/発表者名
      Kuwahara, Y., Yasukawa, K., Ohta, J., Yano, M., Mimura, K., Tanaka, E., Fujinaga, K., Nakamura, K., Ikehara, M., Kato, Y.
    • 学会等名
      12th International Conference on Climatic and Biotic Events of the Paleogene (CBEP12)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Geochemistry and morphology of Fe-Mn micronodules in REY-rich mud: Implications for the formation process of highly promising deep-sea REY resource.2022

    • 著者名/発表者名
      Yasukawa, K., Kino, S., Ohta, J., Azami, K., Tanaka, E., Mimura, K., Fujinaga, K., Nakamura, K., Kato, Y.
    • 学会等名
      3rd Edition of World Congress on Geology & Earth Science
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 多変量統計解析を用いた深海堆積物中の生物源アパタイトにおけるレアアース濃集過程の検討2022

    • 著者名/発表者名
      安川和孝・大田隼一郎・浜田盛久・常青・中村仁美・芦田果奈・高谷雄太郎・中村謙太郎・岩森光・加藤泰浩
    • 学会等名
      日本地球化学会第69回年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 中央北太平洋の古海水Os同位体記録に基づく古第三紀温暖化イベントの化学風化と火成活動に関する考察2022

    • 著者名/発表者名
      池上 翔・安川 和孝・田中 えりか・大田 隼一郎・桑原 佑典・矢野 萌生・藤永 公一郎・中村 謙太郎・加藤 泰浩
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2022年大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] インド洋の炭酸塩堆積物より復元した古第三紀の海水Os同位体比記録:始新世「超温暖化」イベントにおける化学風化フィードバックへの示唆2022

    • 著者名/発表者名
      桑原佑典・安川和孝・大田隼一郎・矢野萌生・見邨和英・田中えりか・藤永公一郎・中村謙太郎・加藤泰浩
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2022年大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 海洋のNd質量収支計算を用いた超高濃度レアアース泥の生成条件の制約2021

    • 著者名/発表者名
      安川和孝・平松彩人・河原畑智朱・見邨和英・田中えりか・大田隼一郎・藤永公一郎・中村謙太郎・加藤泰浩
    • 学会等名
      第37回希土類討論会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 南鳥島レアアース泥に含まれるマイクロマンガンノジュールの地球化学的特徴:超高濃度レアアース泥の生成機構に対する示唆2021

    • 著者名/発表者名
      安川和孝・木野聡志・大田隼一郎・浅見慶志朗・田中えりか・見邨和英・藤永公一郎・中村謙太郎・加藤泰浩
    • 学会等名
      2021年度日本地球化学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 南鳥島レアアース泥に含まれるマイクロマンガンノジュールの地球化学的特徴とレアメタル資源ポテンシャル2021

    • 著者名/発表者名
      安川和孝・木野聡志・浅見慶志朗・田中えりか・見邨和英・ 大田隼一郎・藤永公一郎・中村謙太郎・加藤泰浩
    • 学会等名
      日本地質学会第128年学術大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Stratigraphic variations in geochemistry and morphology of Fe-Mn micronodules: Implications for the formation process of extremely REY-rich mud in the western North Pacific Ocean2021

    • 著者名/発表者名
      Kazutaka Yasukawa, Satoshi Kino, Junichiro Ohta, Keishiro Azami, Erika Tanaka, Kazuhide Mimura, Koichiro Fujinaga, Kentaro Nakamura, Yasuhiro Kato
    • 学会等名
      Goldschmidt 2021 conference (virtual)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Preliminary report of IODP Expedition 378: South Pacific Paleogene Climate2021

    • 著者名/発表者名
      安川和孝,田中えりか,Deborah Thomas, Ursula Rohl, Laurel Childress, IODP Expedition 378 Science Party
    • 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
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Os同位体分析に基づく古第三紀超温暖化イベントにおける化学風化フィードバックの考察2021

    • 著者名/発表者名
      池上翔,安川和孝,田中えりか,大田隼一郎,桑原佑典,矢野萌生,藤永公一郎,加藤泰浩
    • 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
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Os同位体比層序に基づく南鳥島周辺深海堆積物の複数のレアアース濃度ピークの生成年代2021

    • 著者名/発表者名
      小田裕太,大田隼一郎,田中えりか,安川和孝,桑原佑典,矢野萌生,藤永公一郎,中村謙太郎,加藤泰浩
    • 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
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 主要・微量元素組成データの独立成分分析に基づくレアアース泥の起源成分の空間分布2021

    • 著者名/発表者名
      平子雅啓,安川和孝,田中えりか,藤永公一郎,中村謙太郎,加藤泰浩
    • 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
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 海洋のNd質量収支計算を用いた超高濃度レアアース泥の生成条件の制約2021

    • 著者名/発表者名
      安川和孝,平松彩人,河原畑智朱,見邨和英,田中えりか,大田隼一郎,藤永公一郎,中村謙太郎,加藤泰浩
    • 学会等名
      第37回希土類討論会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 独立成分分析に基づくレアアース泥の主要・微量元素組成の統計的特徴2021

    • 著者名/発表者名
      平子雅啓,安川和孝,田中えりか,藤永公一郎,中村謙太郎,加藤泰浩
    • 学会等名
      第37回希土類討論会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] オスミウム同位体比層序に基づく南鳥島周辺深海堆積物の第2レアアース濃度ピークの堆積年代2021

    • 著者名/発表者名
      小田裕太,大田隼一郎,田中えりか,安川和孝,桑原佑典,矢野萌生,藤永公一郎,中村謙太郎,加藤泰浩
    • 学会等名
      第37回希土類討論会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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