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

2004 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: 掛川 武 東北大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (60250669) ; 奈良岡 浩 岡山大学, 理学部, 教授 (20198386) ; 林 謙一郎 筑波大学, 地球科学系, 教授 (40124614) ; 加藤 泰浩 東京大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (40221882) ; 根建 洋子 鹿児島純心女子大学, 看護栄養学部, 助教授 (80290659)
• キーワード: 太古代 / バイオマーカー / 環境 / 古地磁気 / メタン酸化細菌 / 硫酸還元バクテリア

研究概要

本研究では,太古代の生物圏と、それを取り巻く地球化学的環境、これらを規制した地球物理学的要因を明かにした。昨年度掘削したコアを用いた主な成果は次の通りである。
1.Hardey Formation(2.74Ga)中の湖成黒色頁岩:主要と微量をあわせて約60元素の分析を行ったほか、炭素、硫黄の同位体比を測定し、湖に棲む生物とその環境を考察した。硫酸還元バクテリアは棲息せず、光合成生物の存在が示唆された。
2.Tumbiana Formation(2.76Ga)中のストロマイト堆積層:昨年度失敗したため本年度再採掘した。メタン系の細菌の活動が徐々に弱くなって、ストロマトライトが酸化的環境を作り始めていることが地球化学的にも示唆される。
3.Mount Roe Basalt(2.77Ga)の変質帯:浅い海岸近くの海岸で、メタン酸化細菌で特徴づけられる。還元的熱水活動の活発であり、地球の磁場は逆転していて、しかも強い地場が発生していたことを確認した。
4.Mosquito Creek Formation(2.9-3.2Ga)中の黒色頁岩:硫黄同位体比が重い特徴があり、しかもその値は変化に富んでいる。きわめてユニークな海盆であったことは地球化学的にも示唆された。
5.Towers Formation(3.46Ga)中のbasaltおよび黒色頁岩:閃亜鉛鉱地質圧力計を用いて、ピルバラ地域の広域変成作用の温度圧力条件を求めた。この方法は他のコアとも比較でき、興味ある結果が得られた。
6.Towers Formation(3.46Ga)中のMarble Bar Chert:世界最古の地磁気の逆転が確認された。また鉄バクテリアが鉄の酸化と沈殿を促したが、鉄バクテリアの主を特定するまでには至っていない。

研究成果

• [雑誌論文] Crustal control on redox state of granitoid magmas : tectonic implications from the granitoid and metallogenic provinces in Circum-Japan Sea region. (2005)
  • 著者名/発表者名: K.Sato, S.V.Kovalenko, N.P.Romanovsky, S.V.Korenbaum, M.Nedachi, N.V.Berdnikov, T.Ishihara, K.Suzuki, A.I.Khanchuk
  • 雑誌名: Transactions of the Royal Society of Edinburgh : Earth Science 95 ページ: 319-337
• [雑誌論文] Geochemistry and mineralogy of weathered 2.45 Ga.granite at Pronto, Ontario, Canada. (2005)
  • 著者名/発表者名: Y.Nedachi, M.Nedachi, G.Bennett, H.Ohmoto
  • 雑誌名: Chemical Geology 214 ページ: 21-44
• [雑誌論文] 水曜海山海底熱水活動域の地下地質構造と硫化物硫黄同位体組成との関係 (2005)
  • 著者名/発表者名: 掛川 武
  • 雑誌名: 海の研究 14 ページ: 221-235
• [雑誌論文] High yield shock synthesis of ammonia from iron, water and nitrogen available on the early Earth (2005)
  • 著者名/発表者名: Nakazawa M., Sekine T., Kakegawa T.
  • 雑誌名: Earth Planetary Science Letters 238(印刷中)
• [雑誌論文] δ^<13>C and δD identification of sources of lipid biomarkers in sediments of Lake Haruna (Japan). (2005)
  • 著者名/発表者名: Y.Chikaraishi, H.Naraoka
  • 雑誌名: Geochim.Cosmochim.Acta (In press)
• [雑誌論文] Carbon isotope signatures of bacterial 28-norhopanoic acids in Miocene-Pliocene diatomaceous and phophatic sediments. (2005)
  • 著者名/発表者名: M.Yamamoto, H.Naraoka, R.Ishiwatari, S.Ogihara
  • 雑誌名: Chem.Geol. (In press)
• [雑誌論文] Scientific objects of the Archean Bisphere Drilling Project. (2004)
  • 著者名/発表者名: Nedachi, M., Ohmoto, H., Hickman, A., Barley, M.
  • 雑誌名: International Journal of Astrobiology SP 1 ページ: 14
• [雑誌論文] Discovery of FeS_2-rich marine sediments in the ~2.76 Mt.Roe Basalt. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kakegawa, T., Nedachi, M.
  • 雑誌名: International Journal of Astrobiology SP 1 ページ: 12-13
• [雑誌論文] Preliminary report : The bulk-rock geochemistry of the 3.45 Ga Marble Bar Chert (ABDP#1).. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kato, Y., Nakamura, K., Moriguchi, E., Imura, R., Nedachi, M., Ohmoto, H.
  • 雑誌名: International Journal of Astrobiology SP 1 ページ: 13
• [雑誌論文] An initial report of ABDP investigation ; Evidence of a high pO2, high pCO2 and low pCH4 Archean atmosphere in the 3.45 Ga Marble Bar Chert. (2004)
  • 著者名/発表者名: Ohmoto, H., Nedachi, M., Kato, Y., Watanabe, Y.
  • 雑誌名: International Journal of Astrobiology SP 1 ページ: 13-14
• [雑誌論文] An initial report of ABDP investigations : Preliminary observation of iron oxides in the Marble Bar Chert, Pilbara craton, Western Australia. (2004)
  • 著者名/発表者名: Hoashi, M., Nedachi, M., Suganuma, Y., Niitsuma, S., Naraoka, H., Imura, R., Ohmoto, H.
  • 雑誌名: International Journal of Astrobiology SP 1 ページ: 14
• [雑誌論文] Paleomagnetism of Marble Bar Chert, Pilbara Craton, Western Australia. Intern. (2004)
  • 著者名/発表者名: Suganuma, Y., Niitsuma, S., Hoashi, M., Sugita, T, Ohno, K., Hisamitsu, T., Niitsuma, N., Kodama, K., Nedachi, M.
  • 雑誌名: International Journal of Astrobiology SP 1 ページ: 39
• [雑誌論文] Rock magnetism of the black shale in the Mt.Roe basalt, Pilbara Craton, Western Australia. (2004)
  • 著者名/発表者名: Niitsuma, S., Nedachi, M., Hoashi, M., Suganuma, Y., Sugita, T., Ohno, K., Hisamitsu, T., Kodama, K., Niitsuma, N.
  • 雑誌名: International Journal of Astrobiology SP 1 ページ: 40-41
• [雑誌論文] Geochemistry of Cl, F and S in the felsic magmatism associated with mineralization in the Circum Japan Sea region. (2004)
  • 著者名/発表者名: M.Nedachi, K.Sato, M.Furusawa, S.V.Kovalenko, S.A.Korenbaum, A.I.Khanchuk
  • 雑誌名: Proceedings of the Interim International Association on the Genesis of Ore Deposits Conference Conference2 ページ: 243-246
• [雑誌論文] Granitoid types and evolution of crust : Implications from granitoids and mineralization in the Circum-Japan Sea region. (2004)
  • 著者名/発表者名: K.Sato, S.V.Kovalenko, M.Nedachi, S.M.Rodionov, N.V.Berdnikov, N.P.Romanovsky, T.Ishihara, K.Suzuki, S.A.Korenbaum, V.G.Gonevchik, A.I.Khanchuk
  • 雑誌名: Proceedings of the Interim International Association on the Genesis of Ore Deposits Conference ページ: 250-253
• [雑誌論文] Voznesenka fluorite deposit in the Khnka Massif, Russia : geology and age of mineralization. (2004)
  • 著者名/発表者名: K.Sato, K.Suzuki, M.Nodachi, S.Terashima, M.D.Ryazantseva, A.I.Khanchuk
  • 雑誌名: Proceedings of the Interim International Association on the Genesis of Ore Deposits Conference ページ: 537-539
• [雑誌論文] グリーンランド・イスア地域の岩石に刻まれた初期地球の姿 (2004)
  • 著者名/発表者名: 掛川 武
  • 雑誌名: 地質ニュース 596 ページ: 60-65
• [雑誌論文] 27億年〜21億年にかけて見いだされた異常な有機炭素同位体組成と初期生命進化 (2004)
  • 著者名/発表者名: 掛川 武
  • 雑誌名: 岩石鉱物科学 33 ページ: 141-145
• [雑誌論文] Heavy metal enrichment in Archean carbon-rich samples : Hint to early carbon-metal compounds for enzyme formation? (2004)
  • 著者名/発表者名: Kakegawa T.
  • 雑誌名: Geochem.Cosmochim.Acta. 68 ページ: 799
• [雑誌論文] Oceanithermus desulfurans sp nov., a novel thermophilic, sulfur-reducing bacterium isolated from a sulfide chimney in Suiyo Seamount (2004)
  • 著者名/発表者名: Mori K., Kakegawa T.
  • 雑誌名: International journal of systematic and evolutionary microbiology 54 ページ: 1561-1566
• [雑誌論文] δ^<15>N signatures of late Archean shales from two drilling cores, Hamersley, Western Australia (2004)
  • 著者名/発表者名: H.Naraoka, Y.Watanabe, M.Nedachi, H.Ohmoto
  • 雑誌名: Geochim.Cosmochim.Acta Suppl. 68 ページ: A789
• [雑誌論文] A chemical sequence of macromolecular organic matter in the CM chondrites. (2004)
  • 著者名/発表者名: H.Naraoka, H.Mita, M.Komiya, S.Yoneda, H.Kojima, A.Shimoyama, A.I.Khanchuk
  • 雑誌名: Meteoritics Planet.Sci 39 ページ: 401-406
• [雑誌論文] Carbon and hydrogen isotopic fractionation during lipid biosynthesis in a higher plant (Cryptomeria japonica). (2004)
  • 著者名/発表者名: Y.Chikaraishi, H.Naraoka, S.R.Poulson
  • 雑誌名: Phytochemistry 64 ページ: 323-330
• [雑誌論文] Biological and environmental changes in Lake Baikal during the late Quarternary inferred from carbon, nitrogen and sulfur isotopes. (2004)
  • 著者名/発表者名: T.Watanabe, H.Naraoka, M.Nishimura, T.Kawai
  • 雑誌名: Earth Planet.Sci.Lett. 222 ページ: 89-100
• [雑誌論文] Molecular composition and compound-specific stable carbon isotope ratio of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in the atmosphere in suburban areas. (2004)
  • 著者名/発表者名: T.Okuda, H.Kumata, H.Naraoka, H.Takada
  • 雑誌名: Geochem.J. 38 ページ: 89-100
• [雑誌論文] Hydrogen and carbon isotopic fractionations of lipid biosynthesis among terrestrial (C3,C4 and CAM) and aquatic plants (2004)
  • 著者名/発表者名: Y.Chikaraishi, H.Naraoka, S.R.Poulson
  • 雑誌名: Phytochemistry 65 ページ: 1368-1381
• [雑誌論文] Hydrogen isotopic fractionations during desaturation and elongation associated with polyunsaturated fatty acid biosynthesis in marine macroalgae. (2004)
  • 著者名/発表者名: Y.Chikaraishi, Y.Suzuki, H.Naraoka
  • 雑誌名: Phytochemistry 65 ページ: 2293-2300
• [雑誌論文] 超微量有機分子の安定水素・炭素同位体比測定とその応用 (2004)
  • 著者名/発表者名: 力石嘉人, 奈良岡浩
  • 雑誌名: ぶんせき 2004 ページ: 456-462
• [図書] 「地球化学講座」第4巻、「有機地球化学」第7章 (2004)
  • 著者名/発表者名: 奈良岡浩
  • 総ページ数: 432