初期海洋環境における一次生産者の特定

• 研究課題/領域番号: 24403013
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 海外学術
• 研究分野: 岩石・鉱物・鉱床学
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 掛川 武 東北大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (60250669)
• 研究分担者: 橋爪 光 大阪大学, 大学院理学研究科, 助教 (90252577) ; 長瀬 敏郎 東北大学, 学術資源研究公開センター, 准教授 (10237521)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円); 2014年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円); 2013年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円); 2012年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
• キーワード: 一次生産者 / 初期地球 / イスア / バーバートン / スティープロック / 太古代 / primary producer / Archean / cyanobacteria / black shale / 光合成 / 南アフリカ / 化学合成 / 酸素

研究成果の概要

本研究では、38億年（グリーンランドイスア）、32億年（南アフリカバーバートン）および30億年前（カナダスティープロック）の地層が分布する３地域を調査地域として、30億年以前の初期地球海洋環境における一次生産微生物を特定することを目的としている。それぞれの地域から持ち帰った試料中の鉱物情報とともに30億年以前でも浅海域では光合成微生物が一次生産者であったことを示した。深海では一次生産者に支えられた微生物生態系が発達していた事も示していった。38億年前の地層から３８億年前の生物の痕跡を新たに発見しNature Geoscience雑誌に報告した。

研究成果

• [雑誌論文] 東北地方太平洋沖地震による岩手，宮城，福島県沿岸域における津波堆積物の供給源 (2014)
  • 著者名/発表者名: 奈良郁子、渡邊隆広、掛川武、山崎慎一、井上千弘、土谷範芳
  • 雑誌名: 地学雑誌 巻: 123 号: 6 ページ: 871-882
  • DOI: 10.5026/jgeography.123.871
  • NAID: 130004813829
  • ISSN: 0022-135X, 1884-0884
  • 査読あり
• [雑誌論文] グリーンランドで最古の生命の痕跡を発見 (2014)
  • 著者名/発表者名: 掛川武
  • 雑誌名: 化学 巻: 69 ページ: 73-75
• [雑誌論文] グリーンランドで発見された最古の生物活動の痕跡 (2014)
  • 著者名/発表者名: 掛川武
  • 雑誌名: Isotope News 巻: 723 ページ: 12-15
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Observation of pressure-induced phase transition of δ-AlOOH by using single crystal synchrotron X-ray diffraction method (2014)
  • 著者名/発表者名: Kuribayashi T., Sano-Furukawa A. and Nagase T.
  • 雑誌名: Phy. Chem. Miner 巻: 41 号: 4 ページ: 303-312
  • DOI: 10.1007/s00269-013-0649-6
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Evidence for biogenic graphite in early Archaean Isua metasedimentary rocks. (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Ohtomo, T. Kakegawa, A. Ishida, T. Nagase, M. T., Rosing
  • 雑誌名: Nature Geoscience 巻: 7 号: 1 ページ: 25-28
  • DOI: 10.1038/ngeo2025
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] グリーンランドで最古の生命の痕跡を発見！ (2014)
  • 著者名/発表者名: 掛川武
  • 雑誌名: 化学 巻: 69 ページ: 73-74
• [雑誌論文] Experimental investigation of formation of volatiles by heating of meteorite constituent materials in humid nitrogen (2013)
  • 著者名/発表者名: Furukawa Y., Samejima T., Nakazawa H., Kakegawa T
  • 雑誌名: Icarus 巻: 231 ページ: 77-82
  • DOI: 10.1016/j.icarus.2013.11.033
  • 査読あり
• [雑誌論文] Selective Stabilization of Ribose by Borate (2013)
  • 著者名/発表者名: Furukawa Y., Horiuchi M., Kakegawa T
  • 雑誌名: Origins of Life and Evolution of Biospheres 巻: 43 号: 4-5 ページ: 353-361
  • DOI: 10.1007/s11084-013-9350-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sulphur isotope profiles in the pelagic Panthalassic deep sea during the Permian-Triassic transition (2013)
  • 著者名/発表者名: Takahashi, S., Kaiho, K., Hori, R. S., Gorjan, P., Watanabe, T., Yamakita, S., Aita, Y., Takemura, A., Spörli, K.B., Kakegawa, T., and Oba, M
  • 雑誌名: Global and Planetary Change 巻: 105 ページ: 68-78
  • DOI: 10.1016/j.gloplacha.2012.12.006
  • 査読あり
• [雑誌論文] A chronology of the PY608E-PC sediment core (Lake Pumoyum Co, southern Tibetan Plateau) based on radiocarbon dating of total organic carbon (2013)
  • 著者名/発表者名: Watanabe Takahiro, Nakamura Toshiro, Kakegawa Takeshi and others
  • 雑誌名: NUCLEAR INSTRUMENTS & METHODS IN PHYSICS RESEARCH SECTION B-BEAM INTERACTIONS WITH MATERIALS AND ATOMS 巻: 294 ページ: 520-523
  • DOI: 10.1016/j.nimb.2012.07.015
  • 査読あり
• [雑誌論文] Last glacial to post glacial climate changes in continental Asia inferred from multi-proxy records (geochemistry, clay mineralogy, and paleontology) from Lake Hovsgol (2012)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Watanabe、他3名、 Kazuho Horiuchi、 他2名
  • 雑誌名: Global and Planetary Change 巻: 88-89巻 ページ: 53-63
  • DOI: 10.1016/j.gloplacha.2012.03.005
  • 査読あり
• [雑誌論文] Abiotic Formation of Valine Peptides Under Conditions of High Temperature and High Pressure (2012)
  • 著者名/発表者名: Furukawa Y. Ishiguro T., Kakegawa T., and Nakazawa H.
  • 雑誌名: Origins of life and evolution of biosphere 巻: 42 ページ: 519-531
  • 査読あり
• [雑誌論文] 水と岩石が支えた太古の生命 (2012)
  • 著者名/発表者名: 掛川武
  • 雑誌名: 化学と工業 巻: 65 ページ: 767-769
  • 査読あり
• [学会発表] 南アフリカ・バーバトン地域ムーディーズ層群中の縞状鉄鉱層中におけるクロ ム濃集の空間的広がり (2014)
  • 著者名/発表者名: 石川 宏, 大竹 翼, 川井 洋二, 佐藤 努, 掛川 武
  • 学会等名: 日本地球化学会
  • 発表場所: 富山
  • 年月日: 2014-09-16
• [学会発表] Discovery of boron-rich metasediments in Isua Supracrustal Belt : RNA genesis in Hadean marine sediments ? (2014)
  • 著者名/発表者名: Shinpei Mishima, Takeshi Kakegawa
  • 学会等名: Origin 2014
  • 発表場所: 奈良
  • 年月日: 2014-07-10
• [学会発表] Biogenic and abiogenic graphite in banded iron formations of Isua Supracrustal Belt (2014)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Kakegawa
  • 学会等名: Origin 2014
  • 発表場所: 奈良
  • 年月日: 2014-07-09
• [学会発表] Discovery of Boron-Rich Metasediments in Isua Supracrustal Belt: Window to RNA Genesis? (2014)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Kakegawa
  • 学会等名: Goldschmidt Conference
  • 発表場所: Sacramento, USA
  • 年月日: 2014-06-10
• [学会発表] 隕石衝突での初期海洋中カルサイトと共存するバリンのD/L 変換 (2014)
  • 著者名/発表者名: 関根利守1, 高瀬篤志, 古川善博, 掛川武, 小林敬道
  • 学会等名: 地球惑星連合大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2014-04-30
• [学会発表] 38億年前初期太古代岩石中に発見された最古の生命の痕跡 (2014)
  • 著者名/発表者名: 大友 陽子, 掛川 武
  • 学会等名: 地球惑星連合大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2014-04-30
  • 招待講演
• [学会発表] 南アフリカバーバートン地域ムーディーズ層(32億年前)に産出する砕屑性堆積岩の鉱物学的地球化学的研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 川井 祥二, 掛川 武
  • 学会等名: 地球惑星連合大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2014-04-30
• [学会発表] 隕石海洋衝突下でのアミノ酸の安定性：生物有機分子の化学進化への応用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 梅田悠平, 関根利守, 古川善博, 掛川武, 小林敬道
  • 学会等名: 地球惑星連合大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2014-04-30
• [学会発表] 南アフリカ・バーバトン地域に産出する約32 億年前の縞状鉄鉱層におけるクロム濃 集の空間的広がり (2014)
  • 著者名/発表者名: 石川宏, 大竹翼, 川井祥二, 佐藤努, 掛川武
  • 学会等名: 地球惑星連合大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2014-04-30
• [学会発表] カナダオンタリオ州、ガンフリント層(19億年前)中の初生鉱物と続成作用による変化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 二階堂 映美, 掛川 武
  • 学会等名: 地球惑星連合大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2014-04-30
• [学会発表] 秋田県奥奥八九郎温泉に産する炭酸塩・鉄・シリカ鉱物のSEMおよびTEMによる観察 (2014)
  • 著者名/発表者名: 寺島 昇吾, 掛川 武
  • 学会等名: 地球惑星連合大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2014-04-30
• [学会発表] Polymerization of methionine: Ignition of sulfur metabolism? (2014)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Kakegawa
  • 学会等名: 地球惑星連合大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2014-04-28
• [学会発表] Cu-Zn ores in 2.7 Ga komatiite-basalt assemblages in Abitibi Greenstone Belt, Canada, and their associations to microbs (2014)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Kakegawa
  • 学会等名: 地球惑星連合大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2014-04-28
• [学会発表] 隕石海洋衝突と有機物合成:生命起源のきっかけ (2013)
  • 著者名/発表者名: 掛川武
  • 学会等名: ウォータージェット学会年会
  • 発表場所: 仙台(招待講演)
  • 年月日: 2013-01-25
• [学会発表] 地球が生み、地球が育てた生命 (2013)
  • 著者名/発表者名: 掛川武
  • 学会等名: 地球惑星連合大会
  • 発表場所: 幕張、千葉
  • 招待講演
• [学会発表] ３８億年前のグラファイトのSTEMのよる観察 (2013)
  • 著者名/発表者名: 掛川武
  • 学会等名: 地球惑星連合大会
  • 発表場所: 幕張、千葉
  • 招待講演
• [学会発表] 南アフリカバーバートン地域ムーディーズ層(32億年前)砕屑性堆積岩の鉱物学的研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 川井祥二、掛川武
  • 学会等名: 地球惑星連合大会
  • 発表場所: 幕張、千葉
• [学会発表] 遠洋域ペルム紀三畳紀境界層における硫化物硫黄同位体比の挙動 (2013)
  • 著者名/発表者名: 高橋聡、海保邦夫、掛川
  • 学会等名: 地球惑星連合大会
  • 発表場所: 幕張、千葉
• [学会発表] 秋田県奥奥八九郎温泉に産する炭酸塩鉱物の分布様式とSEMによる形態観察 (2013)
  • 著者名/発表者名: 寺島昇吾、掛川武
  • 学会等名: 地球惑星連合大会
  • 発表場所: 幕張、千葉
• [学会発表] Chromium Enrichment in sedimentary rocks deposited in shallow water in the 3.2 Ga Moodies Group, South Africa (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Otake, Y. Sakamoto, S. Itoh, H. Yurimoto, and T. Kakegawa
  • 学会等名: Goldschmidt Conference
  • 発表場所: Florence, Italy
• [学会発表] Millennial-scale wet and dry climate changes during the last glacial maximum in the south Siberia (2013)
  • 著者名/発表者名: F.W. Nara, T. Watanabe, T. Kakegawa, K. Minoura, S. Yamasaki, N. Tsuchiya, T. Nakamura, T. Kawai
  • 学会等名: Goldschmidt Conference
  • 発表場所: Florence, Italy
• [学会発表] 西グリーンランドイスア表成岩帯におけるグラファイトの成因と生命の痕跡 (2013)
  • 著者名/発表者名: 大友陽子、掛川武、石田章純
  • 学会等名: 地球化学会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] Mineralogical and geochemical studies of clastic sedimentary rocks of ca. 3.2Ga Moodies Group in Barberton Greenstone Belt, South Africa (2013)
  • 著者名/発表者名: Shohji Kawai, Takeshi Kakegawa
  • 学会等名: Biogeoscience Conference
  • 発表場所: 名古屋
• [学会発表] Chromium Enrichment in sedimentary rocks deposited in shallow water in the 3.2 Ga Moodies Group, South Africa (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Otake, Y. Sakamoto, S. Itoh, H. Yurimoto, and T. Kakegawa
  • 学会等名: American Geophysical Union
  • 発表場所: San Francisco, U.S.A.
  • 年月日: 2012-12-05
• [学会発表] Dynamics of the Earth and life's origin: fate of life to face geo-hazards (2012)
  • 著者名/発表者名: Kakegawa T.
  • 学会等名: Global COE final symposium
  • 発表場所: Sendai(招待講演)
  • 年月日: 2012-09-28
• [学会発表] 隕石衝突と還元ガス生成に対する水蒸気量の影響 (2012)
  • 著者名/発表者名: 古川善博、鮫島太郎、中沢弘基、掛川武
  • 学会等名: 地球化学会年会
  • 発表場所: 博多
  • 年月日: 2012-09-13
• [学会発表] 北鹿地域にみられる珪質堆積物中のレアアースパターンと堆積環境変遷 (2012)
  • 著者名/発表者名: 大竹翼、山田亮一、鈴木稜平、掛川武
  • 学会等名: 地球化学会年会
  • 発表場所: 博多
  • 年月日: 2012-09-13
• [学会発表] 北鹿地域西観音堂黒鉱堆積物中に産する黄鉄鉱球晶:水曜海山との比較 (2012)
  • 著者名/発表者名: 長谷川樹、山田亮一、掛川武
  • 学会等名: 資源地質学会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2012-06-28
• [学会発表] 秋田県北鹿地域に産する泥岩(15-10 Ma)の急激な堆積環境変動:黄鉄鉱含有泥岩の鉱物学的地球化学的研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 遠藤美里、山田亮一、掛川武
  • 学会等名: 資源地質学会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2012-06-28
• [図書] 生命の痕跡を記録した太古の岩石 (2013)
  • 著者名/発表者名: 掛川武
  • 総ページ数: 332
  • 出版者: 化学同人