原始地球の遊離酸素とバイオマーカーに関する国際共同研究

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14253007
• 研究機関: 鹿児島大学
• 研究代表者: 根建 心具 鹿児島大学, 理学部, 教授 (10107849)
• 研究分担者: 林 謙一郎 東北大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (40124614) ; 井村 隆介 鹿児島大学, 理学部, 助教授 (40284864) ; 掛川 武 東北大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (60250669) ; 加藤 泰浩 東京大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (40221882) ; 奈良岡 浩 東京都立大学, 理学部, 助教授 (20198386)
• キーワード: 原始地球 / 生命 / 環境 / 共進化 / ピルバラ / 掘削 / 風化

研究概要

本研究の目的は,電子顕微鏡、有機炭素の同位体組成、バイオマーカーの抽出から太古代の生物種の時空分布を知り、これらの生命を取り巻く地球化学的環境を調べ、生命と環境の共進化を規制した地球物理学的要因を明かにすることである。この目的のために,本年度はオーストラリア、ピルバラ地域において合計6本の掘削事業を行った。アメリカ、オーストラリアの研究者との間で共同研究協定を交わす一方,NASA生物学研究所の協力を得て行った。掘削は以下の年代の地層で行った。5の地層だけは目的の地層を外れたため再度掘削する必要がある以外は、全て目的の地層からコアを回収することができた。
1.Towers Formation(3.46Ga)中のMarble Bar Chert,250m
2.Towers Formation(3.46Ga)中のbasaltおよび黒色頁岩,200m
3.Mosquito Creek Formation(2.9-3.2Ga)中の黒色頁岩,200m
4.Mount Roe Basalt(2.77Ga)の変質帯,300m
5.Tumbiana Formation(2.76Ga)中のストロマイト堆積層,250m
6.Hardey Formation(2.74Ga)中の湖成黒色頁岩,150m
現在まで室内実験で基礎的顕微鏡観察、生物化石の電子顕微鏡観察、有機炭素のC,H,N,Sの含有量およびSとCの同位体組成から生物種の特定,岩石の主要・微量化学組成から地球化学的環境の推定、岩石磁気の測定と古地磁気の推定を行った。その結果は、平成15年9月13日に東京で行われた国際シンポジウム"Astrobiology in Tokyo"で概略を紹介した。本的な室内実験で続々と新事実が確認され、平成16年3月29日には、NASAでの国際会議"Astrobiology Science Conference"において8件の発表を予定している。
平成16年度は当初の計画に加えて本年度の失敗も捕捉したいと考えているが、平成16年度の予算が少なく国際協定が履行できるかどうか大変心配している。

研究成果

• [文献書誌] K.Sato, K.Suzuki, M.Nedachi, S.Terashima, M.d.Ryazantseva, A.A.Vrublevsky, A.I.Khanchuk: "Fluorite deposits at Voznesenka in the Khnka Massif, Russia : Geology and Age of mineralization"Resource Geology. Vol.33,No.3. 193-212 (2003)
• [文献書誌] 遠藤 一佳, 南澤 究, 掛川 武, 犬伏 和之: "微生物学と地球化学のわかちがたい関係"科学. Vol.74No.2. 166-169 (2004)
• [文献書誌] 掛川 武: "太古代海洋における硫酸還元菌の活動と生息環境"地学雑誌. Vol.112.No.2. 218-225 (2003)
• [文献書誌] Mori K., Kim H., Kakegawa T., Hanada S.: "A novel lineage of sulfate-reducing microorganisms : Thermodesulfobiaceae fam.nov., Thermodesulfobium narugense, gen.nov., sp.nov., a new thermophilic isolate from a hot spring"Extremophiles. 7. 283-290 (2003)
• [文献書誌] Y.Chikaraishi, H.Naraoka, S.R.Poulson: "Carbon and hydrogen isotopic fractionation during lipid biosynthesis in a higher plant (Cryptomeria japonica)."Phytochem.. 64. 323-330 (2004)
• [文献書誌] T.Watanabe, H.Naraoka, M.Kinoshita, M.Nishimura, T.Kawai: "Glacial-interglacial changes in organic carbon, nitrogen and sulfur accumulation in Lake Baikal sediment over the past 250 kyr."Geochem J.. 37. 493-502 (2003)
• [文献書誌] Y.Oba, H.Naraoka: "A different behavior of hydrogen isotope exchange between two PAH isomers (fluoranthene and pyrene)."Res.Org.Geochem.. 18. 29-35 (2003)
• [文献書誌] Y.Chikaraishi, H.Naraoka: "Compound-specific dD-d13C analyses of n-alkanes extracted from terrestrial and aquatic plants."Phytochem.. Vol.63. 361-371 (2003)
• [文献書誌] T.Okuda, H.Naraoka, H.Takada: "Thermodynamic behavior of stale carbon isotopic compositions of individual polycyclic aromatic hydrocarbons derived from automobiles."Polycyclic Aromatic Compound.. vol.23. 219-236 (2003)
• [文献書誌] A.Sarkar, H.Yoshioka, M.Ebihara, H.Naraoka: "Geochemical and organic carbon isotope studies across the continental Permean-Triassic boundary of Raniganj Basin, eastern India."Palaeogeogr.Palaeoclimat.Palaeoecol.. vol.191. 1-14 (2003)
• [文献書誌] Kato, Y., Nakamura, K.: "Origin and global tectonic significance of Early Archean charts from the Marble Bar greenstone belt, Pilbara Craton, Western"Precambrian Research. vol.125. 191-243 (2003)
• [文献書誌] 加藤泰浩: "全球凍結現象に伴って堆積した鉄鉱層の特異性"月刊地球. vol.26,No.3. 173-176 (2004)
• [文献書誌] 根建心具: "資源環境地質学"資源地質学会. 492 (2003)