| 研究課題/領域番号 |
22K18729
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分17:地球惑星科学およびその関連分野
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
澤木 佑介 東京大学, 大学院総合文化研究科, 助教 (00635063)
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| 研究分担者 |
浅沼 尚 京都大学, 人間・環境学研究科, 講師 (90852525)
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| 研究期間 (年度) |
2022-06-30 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2023年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2022年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
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| キーワード | ジルコン / 局所ケイ素同位体比 / 冥王代 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
プレートテクトニクスは地球表層で起こる諸現象を支配する重要な地質現象である。1950年代以降、数多の研究が為されたが未解明課題も多い。その一つがプレートテクトニクスの開始時期である。これを制約する事は、地球が経てきた熱史や、地球でのみプレートテクトニクスが起こる原因解明などの重要課題にも波及する重要な研究テーマである。我々が持つ技術的優位性(局所珪素同位体分析)及び物質的優位性(冥王代ジルコンの保持)を生かし、誰もなし得ていない冥王代(40億年前以前)のプレートテクトニクスの有無を再検証する。
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| 研究実績の概要 |
現在の地球表面は十数枚のプレートに分かれており、いずれのプレートも絶えず側方運動しており、これをプレートテクトニクスと呼ぶ。1950年代にその理論が提唱されて以降、数多の研究が為されたが未解明課題も多い。その一つがプレートテクトニクスの開始時期である。理論的予測からは地球形成直後は硬殻型対流であり、その後プレートテクトニクスに移行したと考えられている。両対流様式では地球表層-深部域の物質循環に決定的な違いがあり、プレートテクトニクスでは大量の地球表層物質がマントル深部へと運ばれる。そのため、初期地球の岩石記録から表層物質の深部輸送の痕跡を得る事ができれば、プレートテクトニクス駆動の揺るぎない物的証拠と言える。地球表層で形成される堆積岩は高い珪素同位体比を持つ。深部で形成される年代既知の深成岩及びその中の鉱物中に高い珪素同位体比を見つける事ができればプレートテクトニクスへの移行時期に制約を与えられると考えた。
本研究では(1)ジルコン局所珪素同位体測定の高精度化、(2)ジルコン珪素同位体の有用性の実証、(3)初期地球ジルコンへの応用の３段階の研究を計画している。(1)については下記の進捗状況の部分でその詳細を述べる。(2)については、日本の中新世花崗岩に含まれるジルコンを使って、堆積岩が混入するにつれてジルコンの珪素同位体比がどの程度上昇していくのかをモニターすることによって有用性を議論する。今年度は鹿児島県において中新世花崗岩を採取し、ジルコンも分離し終えた。既存のものと併せ、分析すべきジルコンは揃った。(3)についても南アフリカに産する太古代花崗岩からジルコンを分離し、年代分析によってその幾つかは太古代の年代を保持している事も明らかにした。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
現状、LA-MC-ICP-MSによるジルコン局所珪素同位体測定の分析精度は± 0.2‰である。堆積物混入の検出には更なる高精度化(±0.1‰)が求められ、シグナル-バックグラウンド比(S/N比)の向上が不可欠である。主なバックグラウンドの要因は装置周辺のガラス部品(SiO2)の気化にあるといえ、全てのガラス器具をサファイア製(Al2O3)へと変更することで(S/N比)の向上に努めた。その結果、ガラス製トーチ使用時に比べてブランクは軽減されたが、依然精度・確度の高い分析値を得るには至っていない。分析に用いるジルコンの用意は進行しているものの、肝心の分析面の進展が乏しいため、やや遅れている、という進捗状況を選択した。
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| 今後の研究の推進方策 |
まずは引き続き、ジルコン局所珪素同位体測定の高精度化に努める。バックグラウンドを下げる努力だけでなく、シグナルを上昇させるためにレーザー照射条件等も最適条件を探求する。一方で、高精度な分析を行うためには50ミクロン四方程度の、それなりの大きい照射領域が必要である事が、高精度化の過程で分かってきた。既に分離したジルコンはあるものの、大きい粒子の数が充分とは言えないので、まずは既存の岩石から再度大きいジルコンを探す事を試みる。その上で、太古代ジルコンに関しては現状南アフリカ一地域のジルコンしか保有していないため、全球性を議論するためにも他のクラトンから採取した花崗岩からもジルコン分離を試みる。
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