バイオマーカーと同位体を用いた始生代における生物多様性と地球表層環境変動の関係

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12440154
• 研究機関: 東京都立大学
• 研究代表者: 奈良岡 浩 東京都立大学, 理学研究科, 助教授 (20198386)
• 研究分担者: 掛川 武 東北大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (60250669)
• キーワード: バイオマーカー / 始生代 / 生物多様性 / 地球表層環境 / 炭素同位体 / 窒素同位体 / イオウ同位体

研究概要

地球は誕生してから約46億年、地球表層環境進化における生物活動の役割は非常に大きいという共通認識はあるが、生物活動の多様性(進化)と環境変化の時期およびその大きさがどのように結びついているかについては解明されていない。本研究の目的はバイオマーカーと分子レベル炭素同位体を用いて始生代における生物活動の多様性(進化)を明らかにすることにつけ加えて、硫化物イオウ・全窒素の同位体および無機化学元素(とくに酸化還元状態に敏感な元素)分布より生物の進化が地球表層における環境変化とどのように結びついているかを解明することである。さらに生命活動と当時の海洋・大気における環境変動との関連を考察すると共に今までの仮説の妥当性を検証する。
第2年度は約27億年前に堆積したオーストラリア・ハマースレイ地域の黒色頁岩コア試料を用いて、窒素同位体組成の測定を元素分析-同位体比質量分析計でおこなった。その結果、全岩の窒素とフッ化水素酸などにより脱鉱物化した高分子状有機物(ケロジェン)中の窒素では同位体組成が異なることを見出した。また、全岩窒素同位体組成は従来当時の海洋が還元的であった証拠とされた負の値は一切示さなかった。さらに、希土類元素分析を行い、希土類元素存在パターンを従来の研究結果と比較した。これらの結果を奈良岡が第4回国際始生代シンポジウムに参加し発表した。

研究成果

• [文献書誌] Y.Chikaraishi, H.Naraoka: "Organic hydrogen-carbon isotope signatures of terrestrial higher plants during biosynthesis for distinctive photosynthetic pathways"Geochemical Journal. 35. 451-458 (2001)
• [文献書誌] 奈良岡浩: "陸-海洋系における有機分子の安定炭素同位体組成とその起源"月刊海洋「現代海洋化学II」. 号外25. 210-215 (2001)
• [文献書誌] T.Okuda: "Source identification of Malaysian atmospheric polycyclic aromatic hydrocarbons nearby forest fires using molecular and isotopic compositions"Atmospheric Environment. 36. 611-618 (2002)
• [文献書誌] Y.Chikaraishi, H.Naraoka: "Sources of long-chain n-alkanes at lake Haruna(Japan) based on their individuall stable hydrogen and carbon isotopic compositions"Organic Geochemistry. (印刷中). (2002)
• [文献書誌] T.Kakegawa: "The cycles of bio-essential elements on the surface Earth and their relationship to origin of life"Rev.Geol.. 51. 10-24 (2002)
• [文献書誌] A.Ando, T.Kakegawa: "New perspective on Aptian carbon isotope stratigraphy : δ^<13>C records of terrestrial organic matter at Hokkaido, Japan"Geology. 30. 10-13 (2002)
• [文献書誌] 奈良岡 浩: "「地球化学講座」第4巻「有機地球化学」第7章"培風館(印刷中). (2002)