太陽系氷天体の熱水反応実験と物質進化モデル：太陽系形成過程とハビタビリティの解明

• 研究課題/領域番号: 26707024
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 一部基金
• 研究分野: 固体地球惑星物理学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 関根 康人 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (60431897)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 24,830千円 (直接経費: 19,100千円、間接経費: 5,730千円); 2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2015年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2014年度: 21,580千円 (直接経費: 16,600千円、間接経費: 4,980千円)
• キーワード: 氷天体 / 化学進化 / 熱水環境 / 原始太陽系円盤 / 太陽系天体 / 内部海 / 惑星化学 / 惑星起源・進化 / 地球化学 / 惑星探査 / 惑星科学 / 宇宙化学

研究成果の概要

本研究では、太陽系に存在する氷天体の内部海の環境（酸化還元状態、pH、温度）やその形成条件、そこでの生命生存可能性を、探査機による観測データを室内実験に基づいて解釈することで明らかにすることを目的とする。
土星衛星エンセラダスでは、内部海の海底に、始原的な岩石成分で水素など、生命利用可能エネルギーが豊富に存在する熱水環境が存在することを示した。また、準惑星セレスや冥王星の表面物質から、太陽系初期に広範囲に渡って、天体がダイナミックに移動・衝突合体するステージが存在したことを実証的に明らかにした。このように、氷天体内部海の化学的多様性や生命存在可能性の理解に迫る研究を世界に先駆けて展開した。

研究成果

• [国際共同研究] ハイデルベルグ大学/シュトゥッツガルト大学(ドイツ)
• [国際共同研究] コロラド大学(米国)
• [国際共同研究] ハイデルベルグ大学/シュトゥッツガルト大学(ドイツ)
• [国際共同研究] コロラド大学(米国)
• [国際共同研究] 素粒子核物理研究所(ハンガリー)
• [国際共同研究] 欧州宇宙機関（ESA）(スペイン)
• [雑誌論文] The Charon-forming giant impact as a source of Pluto's equatorial dark regions (2017)
  • 著者名/発表者名: Sekine, Y., H. Genda, S. Kamata, T. Funatsu
  • 雑誌名: Nature Astronomy 巻: 1 号: 2 ページ: 1-6
  • DOI: 10.1038/s41550-016-0031
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] An automated method for crater counting using rotational pixel swapping method (2017)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto, S., T. Matsunaga, R. Nakamura, Y. Sekine, N. Hirata, Y. Yamaguchi
  • 雑誌名: IEEE transaction on geoscience and remote sensing 巻: 印刷中
  • 査読あり
• [雑誌論文] 還元的な惑星大気における有機物エアロゾルの成長過程に関する実験的研究 (2016)
  • 著者名/発表者名: 洪鵬, 関根康人, 杉田精司
  • 雑誌名: エアロゾル研究 巻: 31 号: 3 ページ: 185-191
  • DOI: 10.11203/jar.31.185
  • NAID: 130005421160
  • ISSN: 0912-2834, 1881-543X
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] High-temperature water-rock interactions and hydrothermal environments in the chondrite-like core of Enceladus (2015)
  • 著者名/発表者名: Sekine, Y., Shibuya, T., Postberg, F., Hsu, H.-W., Suzuki, K., Masaki, Y., Kuwatani, T., Mori, M., Hong, P.K., Yoshizaki, M., Tachibana, S., Sirono, S.
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 6 号: 1 ページ: 1-8
  • DOI: 10.1038/ncomms9604
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Transition to an oxygen-rich atmosphere with an extensive overshoot triggered by the Paleoproterozoic snowball Earth (2015)
  • 著者名/発表者名: Harada, M., E. Tajika, Y. Sekine
  • 雑誌名: Earth and Planetary Science Letters 巻: 419 ページ: 178-186
  • DOI: 10.1016/j.epsl.2015.03.005
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Ongoing hydrothermal activities within Enceladus (2015)
  • 著者名/発表者名: Hsu, H-W., F. Postberg, Y. Sekine, T. Shibuya, S. Kempf, M. Horanyi, A. Juhasz, N. Altobelli, K. Suzuki, Y. Masaki, T. Kuwatani, S. Tachibana, S. Sirono, G. Moragas-Klostermeyer, R. Srama
  • 雑誌名: Nature 巻: 519 号: 7542 ページ: 207-219
  • DOI: 10.1038/nature14262
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Rotational pixel swapping method for detection of circular features in binary images (2015)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto, S., T. Matsunaga, R. Nakamura, Y. Sekine, N. Hirata, Y. Yamaguchi
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing 巻: 53 号: 2 ページ: 710-723
  • DOI: 10.1109/tgrs.2014.2327121
  • 査読あり
• [雑誌論文] Impact chemistry of methanol: Implications for volatile evolution on icy satellites and dwarf planets, and cometary delivery to the Moon (2014)
  • 著者名/発表者名: Sekine, Y., H. Genda, Y. Muto, S. Sugita, T. Kadono, T. Matsui
  • 雑誌名: Icarus 巻: 243 ページ: 39-47
  • DOI: 10.1016/j.icarus.2014.08.034
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Exploration of Enceladus' water-rich plumes toward understanding of chemistry and biology of the interior ocean (2014)
  • 著者名/発表者名: Sekine, Y., Y. Takano, H. Yano, R. Funase, K. Takai, M. Ishihara, T. Shibuya, S. Tachibana, K. Kuramoto, H. Yabuta, J. Kimura, Y. Furukawa
  • 雑誌名: Transactions of the Japan Society for Aeronautical and Space Sciences, Aerospace Technology Japan 巻: 12 ページ: 7-11
  • NAID: 130004548657
  • 査読あり
• [雑誌論文] Formation and geomorphologic history of the Lonar impact crater deduced from in situ cosmogenic 10Be and 26Al (2014)
  • 著者名/発表者名: Nakamura, A., Yokoyama, Y., Sekine, Y., Goto, K., Komatsu, G., Kumar, P.S., Matsuzaki, H., Kaneoka, I., Matsui, T.
  • 雑誌名: Geochemistry, Geophysics, Geosystems 巻: 15 号: 8 ページ: 3190-3197
  • DOI: 10.1002/2014gc005376
  • 査読あり
• [学会発表] Low-CO2 atmosphere on early Mars? An interpretation of manganese oxide on Gale crater by laboratory experiments (2017)
  • 著者名/発表者名: Noda, N., S. Imamura, Y. Sekine, H. Tabata, S. Uesugi, T. Murakami, Y. Takahashi
  • 学会等名: Lunar and Planetary Science Conference 2017
  • 発表場所: Marriott Hotel and Convention Center, The Woodlands, Texas, USA
  • 年月日: 2017-03-20
  • 国際学会
• [学会発表] Neutral pH ocean on Ceres: Implications for formation temperature of Ceres in the protoplanetary disk (2016)
  • 著者名/発表者名: Sekine, Y., T. Shibuya, Y. Aikawa
  • 学会等名: American Geophysical Union Fall meeting 2016
  • 発表場所: Moscone Center, San Francisco, California, USA
  • 年月日: 2016-12-12
  • 国際学会
• [学会発表] Runaway acidification of surface water on early Mars in response to atmospheric evolution (2016)
  • 著者名/発表者名: Sekine, Y., H. Tabata
  • 学会等名: Asian Oceanian Geoscience Conference 2016
  • 発表場所: China National Convention Center, Beijing, China
  • 年月日: 2016-07-31
  • 国際学会
• [学会発表] Neutral pH of water on early Ceres (2016)
  • 著者名/発表者名: Sekine, Y., T. Shibuya, Y. Aikawa, T. Funatsu
  • 学会等名: Goldschmidt Conference 2016
  • 発表場所: パシフィコ横浜、横浜市、神奈川県
  • 年月日: 2016-06-26
  • 国際学会
• [学会発表] 木星氷衛星探査衛星 JUICE - 日本がJUICEで目指すサイエンス (2016)
  • 著者名/発表者名: 関根康人、木村淳、佐々木晶、生駒大洋、笠井康子、並木則之、浅村和史、笠羽康正、高橋幸弘、齋藤義文、藤本正樹、JUICE-日本チーム
  • 学会等名: 宇宙科学シンポジウム
  • 発表場所: 宇宙科学研究所（神奈川県相模原市）
  • 年月日: 2016-01-06
• [学会発表] Can a Charon-forming giant impact produce enlongated dark areas on Pluto? (2015)
  • 著者名/発表者名: Sekine, Y., H. Genda, T. Funatsu
  • 学会等名: AGU fall meeting
  • 発表場所: Moscone Center, USA
  • 年月日: 2015-12-14
  • 国際学会
• [学会発表] 冥王星の黒いクジラ模様はカロン形成巨大衝突の痕跡か？ (2015)
  • 著者名/発表者名: 関根康人、玄田英典、舟津太郎
  • 学会等名: 日本惑星科学会秋季講演会
  • 発表場所: 東京工業大学（東京都目黒区）
  • 年月日: 2015-10-15
• [学会発表] 比較惑星海洋学とハビタビリティ (2015)
  • 著者名/発表者名: 関根康人
  • 学会等名: 日本地球化学会年会
  • 発表場所: 横浜国立大学（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2015-09-16
  • 招待講演
• [学会発表] Enceladus' ongoing hydrothermal activity and issures for future explorations (2015)
  • 著者名/発表者名: Sekine, Y.
  • 学会等名: MISASA V International symposium
  • 発表場所: ブランナール三朝（鳥取県東伯郡三朝町）
  • 年月日: 2015-03-06
  • 国際学会
• [学会発表] Ongoing hydrothermal activity in the chondritic core of Enceladus inferred from nano-silica particles and laboratory experiments (2014)
  • 著者名/発表者名: Sekine, Y., F. Postberg, H.-W. Hsu, T. Shibuya, K. Suzuki, Y. Masaki, T. Kuwatani, S. Tachibana, S. Sirono
  • 学会等名: American Geophysical Union (AGU) fall meeting
  • 発表場所: Moscone Center, USA
  • 年月日: 2014-12-15
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Observations and science of Galilean satellites by JUICE-SWI (Submillimeter Wave Instrument) (2014)
  • 著者名/発表者名: Sekine, Y., Y. Kasai, H. Sagawa, T. Kuroda, K. Kodama, Y. Hori, M. Ikoma, K. Kuramoto, H. Yurimoto
  • 学会等名: JpGU Annual meeting 2014
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2014-04-28