水惑星学の創成

• 研究領域: 水惑星学の創成
• 研究課題/領域番号: 22H04900
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 理工系
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 関根 康人 東京工業大学, 地球生命研究所, 教授 (60431897)
• 研究分担者: 渋谷 岳造 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 超先鋭研究開発部門(超先鋭研究プログラム), 主任研究員 (00512906) ; 臼井 寛裕 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 教授 (60636471) ; 福士 圭介 金沢大学, 環日本海域環境研究センター, 教授 (90444207) ; 玄田 英典 東京工業大学, 地球生命研究所, 教授 (90456260)
• 研究期間 (年度): 2022-04-01 – 2023-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2022年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2022年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
• キーワード: 固体惑星・衛星・小天体 / 地球惑星物質 / 宇宙・惑星化学 / 固体惑星・衛星・小惑星 / 化学物理 / 生物圏地球化学

研究開始時の研究の概要

微惑星、火星、氷天体の水・物質循環の知見を統合し、理論体系を構築するための総括班会議、および報告会を開催する。総括班会議では、本領域の知見を理論化して取りまとめ、教科書の出版を行う。総報告会では、本領域内外の関連研究者を集め、その成果の発表・取りまとめを行う。
領域代表は、関連分野を横断する研究を行っており、総括を行う。計画研究代表は、研究方針を策定し、専門性を活かして研究を推進してきた。総括班会議を通じた教科書の作成は、領域代表および計画班代表を中心とし、大学院生をRAとして雇用し、その補助をする。これに複数研究を結ぶ中堅の研究協力者が加わり、理論体系の構築と総括に対する助言や指針を与える。

研究実績の概要

これまで我々は、微惑星、火星、氷衛星といった太陽系の水惑星たちに対して、探査観測データの解析、実験結果を組み込んだ理論モデルを通じて、その水環境や生命利用可能エネルギーの定量化を行ってきた。本研究では、統合化した知見を複数の論文群に留めるだけではなく、これらを系統だった学問体系として一つの書籍にまとめあげ、和文・英文の教科書とすることを目的とする。これによって、今後数十年に渡り発展するであろう「宇宙における生命」に関する新しい学術分野 ― 水惑星学の礎を構築する。現在、和文・英文ともに「宇宙における生命」を、化学・地質学・物理学に基づき体系的に扱った教科書は存在しない。本申請で目指すのは、惑星天文学から地質学、分子化学、生命圏科学にまたがるメンバーたちによる、基礎方程式から始まる「宇宙における生命」に関する教科書の作成、およびそのための学問の体系化である。これにより、この分野を目指す次世代研究者の育成だけでなく、周辺分野の研究者たちに本学術分野へ新規参入を促す。そのための総括班会議、および報告会を開催した。総括班会議は、総括班メンバーを集めて合宿形式で行うことで効果を最大化する。合宿では、理論体系の骨組みを議論し、まとめ上げた。全体会議では、各国の火星、氷衛星、小惑星の探査に関わる海外メンバーを呼び、大規模な国際会議を開いた。これによって、成果を海外に発信するだけでなく、領域の総まとめとしても将来の探査計画へつなげることができた。

現在までの達成度 (段落)

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] NASA JPL/NASA GSFC/CalTech(米国)
• [国際共同研究] DRL/Free University of Berlin/University of Hunberg(ドイツ)
• [国際共同研究] CAB(スペイン)
• [国際共同研究] University of Nantes/University Paris Cite(フランス)
• [国際共同研究] デンマーク工科大学(デンマーク)
• [国際共同研究]
• [雑誌論文] Dark microbiome and extremely low organics in Atacama fossil delta unveil Mars life detection limits (2023)
  • 著者名/発表者名: Azua-Bustos Armando、et al.
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 14 号: 1 ページ: 1-9
  • DOI: 10.1038/s41467-023-36172-1
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Early Water Delivery to Terrestrial Planet Regions during the Stages of Jupiter’s Formation and Migration in the Grand Tack Model (2023)
  • 著者名/発表者名: Ogihara Masahiro、Genda Hidenori、Sekine Yasuhito
  • 雑誌名: The Planetary Science Journal 巻: 4 号: 2 ページ: 32-32
  • DOI: 10.3847/psj/acb64b
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Effective formation of surface flow due to salt precipitation within soils upon repeated brine seepages on Mars (2023)
  • 著者名/発表者名: Imamura Shoko、Sekine Yasuhito、Maekawa Yu、Kurokawa Hiroyuki、Sasaki Takenori
  • 雑誌名: Icarus 巻: 396 ページ: 115500-115500
  • DOI: 10.1016/j.icarus.2023.115500
  • 査読あり
• [雑誌論文] Samples returned from the asteroid Ryugu are similar to Ivuna-type carbonaceous meteorites (2023)
  • 著者名/発表者名: Yokoyama Tetsuya、Nagashima Kazuhide、Nakai Izumi、Young Edward D.、Abe Yoshinari、Aleon Jerome、Alexander Conel M. O’D.、Amari Sachiko、Amelin Yuri、Bajo Ken-ichi ... Yabuta Hikaru ... et al.
  • 雑誌名: Science 巻: 379 号: 6634 ページ: 7850-7850
  • DOI: 10.1126/science.abn7850
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Formation and evolution of carbonaceous asteroid Ryugu: Direct evidence from returned samples (2023)
  • 著者名/発表者名: Nakamura T.、Matsumoto M.、Amano K.、Enokido Y.、Zolensky M. E.、Mikouchi T.、Genda H.、Tanaka S.、Zolotov M. Y.、Kurosawa K. .. Yabuta H. ... et al.
  • 雑誌名: Science 巻: 379 号: 6634 ページ: 8671-8671
  • DOI: 10.1126/science.abn8671
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Noble gases and nitrogen in samples of asteroid Ryugu record its volatile sources and recent surface evolution (2023)
  • 著者名/発表者名: Okazaki Ryuji、Marty Bernard、Busemann Henner、Hashizume Ko、Gilmour Jamie D.、Meshik Alex、Yada Toru、Kitajima Fumio、Broadley Michael W.、Byrne David ... Yabuta Hikaru ... et al.
  • 雑誌名: Science 巻: 379 号: 6634 ページ: 431-431
  • DOI: 10.1126/science.abo0431
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Macromolecular organic matter in samples of the asteroid (162173) Ryugu (2023)
  • 著者名/発表者名: Yabuta Hikaru、Cody George D.、Engrand Cecile、Kebukawa Yoko、De Gregorio Bradley、Bonal Lydie、Remusat Laurent、Stroud Rhonda、Quirico Eric、Nittler Larry、Hashiguchi Minako、Komatsu Mutsumi et al.
  • 雑誌名: Science 巻: 379 号: 6634 ページ: 9057-9057
  • DOI: 10.1126/science.abn9057
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Soluble organic molecules in samples of the carbonaceous asteroid (162173) Ryugu (2023)
  • 著者名/発表者名: Naraoka Hiroshi、Takano Yoshinori、Dworkin Jason P.、Oba Yasuhiro、Hamase Kenji、Furusho Aogu、Ogawa Nanako O.、Hashiguchi Minako、Fukushima Kazuhiko、Aoki Dan ... Yabuta Hikaru ... et al.
  • 雑誌名: Science 巻: 379 号: 6634 ページ: 9033-9033
  • DOI: 10.1126/science.abn9033
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Distant Formation and Differentiation of Outer Main Belt Asteroids and Carbonaceous Chondrite Parent Bodies (2022)
  • 著者名/発表者名: Kurokawa H.、Shibuya T.、Sekine Y.、Ehlmann B. L.、Usui F.、Kikuchi S.、Yoda M.
  • 雑誌名: AGU Advances 巻: 3 号: 1 ページ: 1-23
  • DOI: 10.1029/2021av000568
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Concepts for the future exploration of dwarf planet Ceres’ habitability (2022)
  • 著者名/発表者名: Castillo-Rogez, J., J. Brophy, K. Miller, M. Sori, J. Scully, L. Quick, R. Grimm, M. Zolensky, M. Bland, D. Buczkowski, C. Raymond, A. Hendrix, T. Prettyman, Y. Sekine, T. Titus, D. Williams, P. Backes, L. Barge, A. Ermakov, S. Moreland, K. Zacny
  • 雑誌名: The Planetary Science Journal 巻: 3:41 号: 2 ページ: 1-21
  • DOI: 10.3847/psj/ac34ee
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Spatially resolved observations of Europa's surface with Subaru/IRCS at 1.0?1.8 μm: Upper limits to the abundances of hydrated Cl-bearing salts (2022)
  • 著者名/発表者名: Tan, S., Y. Sekine, M. Kuzuhara
  • 雑誌名: The Planetary Science Journal 巻: 3 号: 3 ページ: 1-18
  • DOI: 10.3847/psj/ac596c
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reconstruction of pH, redox condition, and concentrations of major components in ancient liquid water from the Karasburg member, Murray formation, Gale Crater, Mars (2022)
  • 著者名/発表者名: Fukushi Keisuke、Sekine Yasuhito、Rampe Elizabeth B.
  • 雑誌名: Geochimica et Cosmochimica Acta 巻: 325 ページ: 129-151
  • DOI: 10.1016/j.gca.2022.02.005
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Characterization of groundwater chemistry beneath Gale Crater on early Mars by hydrothermal experiments (2022)
  • 著者名/発表者名: Noda Natsumi、Sekine Yasuhito、Tan Shuya、Kikuchi Sakiko、Shibuya Takazo、Kurisu Minako、Takahashi Yoshio、Fukushi Keisuke、Rampe Elizabeth B.
  • 雑誌名: Icarus 巻: 386 ページ: 115149-115149
  • DOI: 10.1016/j.icarus.2022.115149
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Recognition and classification of Martian chaos terrains using imagery machine learning: A global distribution of chaos linked to groundwater circulation, catastrophic flooding, and magmatism on Mars (2022)
  • 著者名/発表者名: Shozaki, H., Y. Sekine, N. Guttenberg, G. Komatsu
  • 雑誌名: Remote Sensing 巻: 14, 3883 号: 16 ページ: 1-32
  • DOI: 10.3390/rs14163883
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Geoelectrochemistry-driven alteration of amino acids to derivative organics in carbonaceous chondrite parent bodies (2022)
  • 著者名/発表者名: Li Yamei、Kitadai Norio、Sekine Yasuhito、Kurokawa Hiroyuki、Nakano Yuko、Johnson-Finn Kristin
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 13 号: 1 ページ: 1-14
  • DOI: 10.1038/s41467-022-32596-3
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] 機械学習によるカオス地形の識別と分類：火星水分布進化への示唆と氷天体への応用 (2023)
  • 著者名/発表者名: 庄崎弘基, 関根康人, Nicholas Guttenberg, 小松吾郎
  • 学会等名: 第24回惑星圏シンポジウム、東北大学、仙台市、宮城県
  • 国際学会
• [学会発表] Evaluation of effects of Mg and Fe contents in impact glass analogs on Raman spectra for the Mars Moons eXploration (MMX) mission (2023)
  • 著者名/発表者名: Imamura S., Sekine Y., Kono Y., Cho Y., Tabata H., Mori S., Kagi H.
  • 学会等名: 第82回藤原セミナー、苗場プリンスホテル、南魚沼郡、新潟県
  • 国際学会
• [学会発表] Recognition and classification of Martian Chaos terrains using imagery machine learning: Implications for hydrology on Mars and crustal structures on icy bodies (2023)
  • 著者名/発表者名: Hiroki Shozaki, Yasuhito Sekine, Nicholas Guttenberg, Goro Komatsu
  • 学会等名: 第82回藤原セミナー、苗場プリンスホテル、南魚沼郡、新潟県
  • 国際学会
• [学会発表] Gas hydrate substitution as formation mechanism of small lakes on Titan (2023)
  • 著者名/発表者名: Nozaki S., Sekine Y., Liang Y., Cui W., Genda H., Tsuji T., Masuda Y.
  • 学会等名: 第82回藤原セミナー、苗場プリンスホテル、南魚沼郡、新潟県
  • 国際学会
• [学会発表] Chemical Evolution Driven by Hydrothermal-Freeze Cycles within Enceladus (2023)
  • 著者名/発表者名: Maxwell Craddock, Yasuhito Sekine, Shuya Tan, Yamei Li, Keisuke Aratsu, Ruiqin Yi
  • 学会等名: 第82回藤原セミナー、苗場プリンスホテル、南魚沼郡、新潟県
  • 国際学会
• [学会発表] Rapid Dissolution of Organic Aerosols by Interactions with Liquid Methane on Titan (2022)
  • 著者名/発表者名: Hirai E., Sekine Y., Zhang N., Noda N., Kagi H.
  • 学会等名: AbSciCon22. Hilton Atlanta Downtown, Atlanta, Georgia state, US
  • 国際学会
• [学会発表] Compositional Effect on N2 Clathrate Hydrate Substitution by Hydrocarbon and Implications for the Explosive Formation Hypothesis of Small Lakes on Titan (2022)
  • 著者名/発表者名: Nozaki S., Sekine Y., Liang Y., Cui W., Genda H., Tsuji T., Masuda Y.
  • 学会等名: AbSciCon22. Hilton Atlanta Downtown, Atlanta, Georgia state, US
  • 国際学会
• [学会発表] Raman spectroscopic characterization of synthesized mafic glass for Mars Moons eXplorer (MMX) Mission (2022)
  • 著者名/発表者名: Imamura S., Sekine Y., Kono Y., Cho Y., Tabata H., Mori S., Kagi H.
  • 学会等名: JpGU Meeting 2022、 幕張メッセ、千葉市、千葉県
• [学会発表] Rapid Dissolution of Organic Aerosols by Interactions with Liquid Methane on Titan (2022)
  • 著者名/発表者名: Hirai E., Sekine Y., Zhang N., Noda N., Takahashi Y., Kagi H.
  • 学会等名: JpGU Meeting 2022、 幕張メッセ、千葉市、千葉県
• [学会発表] Nitrogen-hydrocarbon clathrate substitution and implications for the explosive formation hypothesis of small lakes on Titan (2022)
  • 著者名/発表者名: 野崎舜介、関根康人、Yunfeng Liang、Wuge Cui、玄田英典、辻健、増田昌敬
  • 学会等名: JpGU Meeting 2022、 幕張メッセ、千葉市、千葉県
• [学会発表] Chemical networks and organic syntheses in geochemical cycles on prebiotic Earth (2022)
  • 著者名/発表者名: 前田 義久、関根 康人、Smith Harrison
  • 学会等名: JpGU Meeting 2022、 幕張メッセ、千葉市、千葉県
• [学会発表] Clathrate substitution leading to gas generation in Titan subsurface (2022)
  • 著者名/発表者名: Nozaki S., Sekine Y., Liang Y., Cui W., Genda H., Tsuji T., Masuda Y.
  • 学会等名: European Conference on Gas Hydrate. Lembarcadere, Lyon, France
  • 国際学会
• [学会発表] 有機物エアロゾルの液体メタンへの溶解が引き起こすタイタン表層での物質進化 (2022)
  • 著者名/発表者名: 平井英人、関根康人、張乃忠、野田夏実、高橋嘉夫、鍵裕之
  • 学会等名: 2022年度 日本地球化学会 第69回年会、高知大学、高知市、高知県
• [学会発表] 火星衛星探査に向けたラマン分光を用いた合成苦鉄質ガラスの特性評価 (2022)
  • 著者名/発表者名: 今村翔子・関根康人・河野義生・長勇一郎・田畑陽久・森晶輝・鍵裕之
  • 学会等名: 2022年度日本惑星科学会秋季講演会、ザ・ヒロサワ・シティ会館、水戸市、茨城県
• [学会発表] 機械学習によるカオス地形の識別と分類：火星地下氷圏の分布と進化への示唆 (Recognition and classification of Martian chaos terrains using imagery machine learning: Implications for martian subsur-face cryosphere distributions and evolution) (2022)
  • 著者名/発表者名: 庄崎弘基, 関根康人, Nicholas Guttenberg, 小松吾郎
  • 学会等名: 2022年度日本惑星科学会秋季講演会、ザ・ヒロサワ・シティ会館、水戸市、茨城県
• [学会発表] タイタンにおける液体メタンとの相互作用による有機物エアロゾルの急速な変成 (2022)
  • 著者名/発表者名: 平井英人、関根康人、張乃忠、野田夏実、高橋嘉夫、鍵裕之
  • 学会等名: 2022年度日本惑星科学会秋季講演会、ザ・ヒロサワ・シティ会館、水戸市、茨城県
• [学会発表] ガスハイドレート置換によるタイタンの湖地形の成因 (2022)
  • 著者名/発表者名: 野崎舜介、関根康人、Yunfeng Liang、Wuge Cui、玄田英典、辻健、増田昌敬
  • 学会等名: 2022年度日本惑星科学会秋季講演会、ザ・ヒロサワ・シティ会館、水戸市、茨城県
• [学会発表] Chemical Evolution Driven by Hydrothermal-Freeze Cycles within Enceladus (2022)
  • 著者名/発表者名: Maxwell Craddock, Yasuhito Sekine, Shuya Tan, Yamei Li, Keisuke Aratsu, Ruiqin Yi
  • 学会等名: AGU Fall Meeting 2022, McCormick Place Convention Center, Chicago, Illinois state, US
  • 国際学会
• [学会発表] Toward measurements of elastic wave velocities of laboratory analogs of Titan’s organic materials (2022)
  • 著者名/発表者名: Eito Hirai, Yasuhito Sekine, Osamu Nishizawa, Takeshi Tsuji, and Yuji Higo
  • 学会等名: 第82回藤原セミナー、苗場プリンスホテル、南魚沼郡、新潟県
  • 国際学会
• [備考] 水惑星学の創成
  • URL: http://www.aquaplanetology.jp/
• [学会・シンポジウム開催] ELSI国際シンポジウム (2023)