火星の海および表層氷の進化史：火星隕石の地球化学的解析からの制約

• 研究課題/領域番号: 26800272
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 岩石・鉱物・鉱床学
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 臼井 寛裕 東京工業大学, 大学院理工学研究科, 助教 (60636471)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2015年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2014年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: 火星 / 水 / 火星隕石 / 水素同位体

研究成果の概要

我々は，火星誕生から約4億年の間に火星表層の初期水量の50%以上が大気を通じて宇宙空間へ流出し、また残りの水の大部分は火星の気候変動により氷となって現在でも火星の地下に存在する可能性があることを突き止めた。水が大気を通じて宇宙空間に流出した場合、残存する水の水素同位体比の変化としてその履歴が残ることに着目し、火星隕石に含まれる水の高精度水素同位体分析データを用いた理論計算によって水が失われた時期や量を明らかにした。火星が水を失った歴史を突き止めたことは、今後の火星探査計画への示唆や、地球型惑星が生命誕生にとって重要な海を持つ条件の理解につながると期待される。

研究成果

• [雑誌論文] Interactive evolution of multiple water-ice reservoirs on Mars: Insights from hydrogen isotope compositions (2016)
  • 著者名/発表者名: Kurokawa, H., Usui, T., and Sato, M.
  • 雑誌名: ＧＥＯＣＨＥＭＩＣＡＬ ＪＯＵＲＮＡＬ 巻: 50 号: 1 ページ: 67-79
  • DOI: 10.2343/geochemj.2.0407
  • NAID: 130005124702
  • ISSN: 0016-7002, 1880-5973
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Meteoritic evidence for a previously unrecognized hydrogen reservoir on Mars (2015)
  • 著者名/発表者名: Usui, T., Alexander, C.M.O'D., Wang J., Simon, J.I. and Jones, J.H.
  • 雑誌名: Earth and Planetary Science Letters 巻: 410 ページ: 140-151
  • DOI: 10.1016/j.epsl.2014.11.022
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Evolution of Water Reservoirs on Mars: Constraints from Hydrogen Isotopes in Martian Meteorites (2014)
  • 著者名/発表者名: Kurokawa, H., M. Sato, M. Ushioda, T. Matsuyama, R. Moriwaki, J. M. Dohm, and T. Usui
  • 雑誌名: Earth and Planetary Science Letters 巻: 394 ページ: 179-185
  • DOI: 10.1016/j.epsl.2014.03.027
  • 査読あり
• [雑誌論文] 次世代火星探査計画に向けて:探査史および将来探査計画 (2014)
  • 著者名/発表者名: 臼井寛裕、宮本英昭
  • 雑誌名: 地球化学 巻: 48 号: 4 ページ: 221-230
  • DOI: 10.14934/chikyukagaku.48.221
  • NAID: 130005057002
  • ISSN: 0386-4073, 2188-5923
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] Coordinated in-situ NanoSIMS analyses of H-C-O isotopes in Allan Hills 84001 carbonate (2016)
  • 著者名/発表者名: Usui, T., Alexander, C.M.O'D., Wang J., Simon, J.I. and Jones, J.H.
  • 学会等名: Lunar and Planetary Science Conferences
  • 発表場所: Houston, TX. USA
  • 年月日: 2016-03-21
  • 国際学会
• [学会発表] 火星の水の起源および地殻－マントル相互作用に関する地球化学的研究：水 素同位体組成および揮発性元素濃度分析からの制約 (2015)
  • 著者名/発表者名: 臼井寛裕
  • 学会等名: 地球化学会第 62 回年会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2015-09-16
  • 招待講演
• [学会発表] Evidence from Hydrogen Isotopes in Meteorites for a Subsurface Hydrogen Reservoir on Mars (2015)
  • 著者名/発表者名: Usui, T., Alexander, C.M.O'D., Wang J., Simon, J.I. and Jones, J.H.
  • 学会等名: 25th Goldschmidt Conference
  • 発表場所: Plague, Czech Republic
  • 年月日: 2015-08-16 – 2015-08-21
  • 招待講演
• [学会発表] Hydrogen Isotopes Record the History of the Martian Hydrosphere and Atmosphere (2015)
  • 著者名/発表者名: Usui, T., J. I. Simon., J. H. Jones, H. Kurokawa, M. Sato, C. M. O'D. Alexander, J. Wang
  • 学会等名: 46th Lunar and Planetary Science Conference
  • 発表場所: Houston, USA
  • 年月日: 2015-03-16 – 2015-03-20
  • 招待講演
• [学会発表] Escape of Early Martian Atmosphere and Hydrosphere: Constraints from Isotopic Compositions (2015)
  • 著者名/発表者名: Kurokawa, H., K. Kurosawa, T. Usui
  • 学会等名: 46th Lunar and Planetary Science Conference
  • 発表場所: Houston, USA
  • 年月日: 2015-03-16 – 2015-03-20
  • 招待講演
• [学会発表] 火星の水の起源と歴史 (2015)
  • 著者名/発表者名: 臼井寛裕
  • 学会等名: 火星科学研究会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2015-01-16 – 2015-01-17
  • 招待講演
• [学会発表] 太陽系形成過程の理解のための火星の重要性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 黒川宏之, 小林浩, 臼井寛裕
  • 学会等名: 火星科学研究会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2015-01-16 – 2015-01-17
  • 招待講演
• [学会発表] 隕石重爆撃期における大気散逸による火星大気と表層水の進化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 黒川宏之, 黒澤耕介, 臼井寛裕
  • 学会等名: 日本惑星科学会 2014年度秋季講演会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2014-09-24 – 2014-09-26
• [学会発表] Evolution of Surface Water Reservoirs on Mars: Constraints from Hydrogen Isotopes in Martian Meteorites (2014)
  • 著者名/発表者名: Usui, T., H. Kurokawa, and M. Sato
  • 学会等名: 2４th Goldschmidt Conference
  • 発表場所: Sacramento, USA
  • 年月日: 2014-06-08 – 2014-06-13
• [学会発表] Hydrogen Isotope Ratio and Thickness of Martian Ground Ice: Implication from Multi-Water-Reservoir Model (2014)
  • 著者名/発表者名: Kurokawa, H., T. Usui, M. Demura, and M. Sato
  • 学会等名: Japan Geoscience Union Meeting
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2014-04-28 – 2014-05-02
  • 招待講演
• [備考] 火星の水が失われた歴史
  • URL: https://sites.google.com/site/marssciencet3/research/evolution-of-surface-water-on-mars
• [備考] 火星の地下氷の証拠
  • URL: https://sites.google.com/site/marssciencet3/research/evidence-of-subsurface-water-on-mars
• [備考] Mars Science Team of Tokyo Tech
  • URL: https://sites.google.com/site/marssciencet3/
• [備考] 火星に新しい水素の貯蔵庫を発見 ―火星の海はどこへ消えたのか？―
  • URL: http://www.titech.ac.jp/news/2014/029417.html
• [備考] 火星の水が失われた歴史を解明－地球と火星の運命はいつどのように分かれたのか
  • URL: http://www.titech.ac.jp/news/2014/027470.html
• [備考] 火星の水が失われた歴史を解明
  • URL: http://www.nagoya-u.ac.jp/about-nu/public-relations/researchinfo/upload_images/20140415_sci.pdf