| 研究課題/領域番号 |
15H03741
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| 研究機関 | 国立研究開発法人海洋研究開発機構 |
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研究代表者 |
西澤 学 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 深海・地殻内生物圏研究分野, 研究員 (60447539)
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| 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, 深海・地殻内生物圏研究分野, 研究員 (00512906)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | 雲母 / 太古代 / 年代 / 窒素同位体 |
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| 研究実績の概要 |
本研究は太古代の熱水変質作用でできた白雲母から初期海洋のアンモニア濃度と窒素同位体比を直接復元し、生命誕生期の海洋窒素循環を推定することを目的としている。このため今年度は次の3課題を実施した。課題1：太古代の岩石試料の選定と白雲母の分離回収。課題2：白雲母に固定されたアンモニアを分析するための技術基盤の構築。課題3：白雲母のアンモニア取り込み過程の実験的研究にむけた基盤整備。課題1では、32億年前の地層から採取した玄武岩について、薄片の顕微鏡観察による岩相の記載や粉末試料のXRD鉱物解析を行い、白雲母に比較的富む試料を選別した。岩石試料からの白雲母の分離回収は当初の予想に反して難しく、手法の改良に想定外の手間暇を要した。しかし、最終的には太古代の玄武岩試料から年代測定に必要な量の白雲母を回収できる手法が開発できた。これは、白雲母から初期海洋のアンモニアの情報を引き出すための第一関門が突破できたことを意味し、本研究の遂行において重要な成果である。課題2では、高真空を実現するための真空機器や配管類を用いて、10-5torrの真空度を達成する窒素の分離精製ラインを作成した。これにより白雲母が固定したアンモニアの量と窒素同位体比を測定するためのプラットフォームができた。課題3については、熱力学計算により白雲母の水熱合成に適した温度圧力条件を割り出すとともに、実験で使う固体出発物質の作成法を検討した。またアンモニア分析に特化した水熱実験法の開発を行い、白雲母の水熱合成実験を行う準備が整った。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
研究開始当初の研究実施計画は次の3課題の遂行であった。課題1：薄片観察と年代測定による白雲母試料の選定。課題2：白雲母に固定されたアンモニアの定量法と同位体比分析法の開発。課題3：水熱合成実験による白雲母と熱水間のアンモニアの分配係数と窒素同位体分別値の決定。課題1では、32億年前の地層から採取した玄武岩について、薄片の顕微鏡観察による岩相の記載や粉末試料のXRD鉱物解析を行い、白雲母に比較的富む岩石試料を選別した。これらの試料にたいして、白雲母の分離回収実験を行った。その結果、当初の予想に反して、通常の方法では白雲母の回収率が悪く、年代測定に適した量を回収出来ないことがわかった。研究遂行上、年代測定に必要な量の白雲母を取り出す必要があるために、岩石の粉砕法、粉末の分類法、塩酸処理法等について改良を試みた。7か月間にわたる試行錯誤の末、細粒の白雲母の回収に特化した新しい分離・回収法を開発した。これに伴い、当初予定していた白雲母の年代測定（委託分析）は延期せざるを得ず、繰越を行ってH28年度に実施した。課題2では、高真空を実現するための真空機器や配管類を用いて、分析で必要な10-5torrの真空度を達成する窒素の分離精製ラインを作成した。課題3については、熱力学計算により白雲母の水熱合成に適した温度圧力条件を割り出すとともに、実験で使う出発物質の作成法を検討し、各種粉末試薬の高温溶融で出発物質を作成した。またアンモニア分析に特化した水熱実験法の開発を行ったが、白雲母の水熱合成実験は開始できなかった。以上をまとめると、課題1、2はおおむね計画通り進んだが、課題3は当初予定よりやや遅れている。このため、総合的な進捗状況はおおむね順調に進展していると判断した。
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| 今後の研究の推進方策 |
課題1について、今年度に開発した鉱物分離法を用いて、32億年前の玄武岩に含まれる白雲母を分離・回収し、放射年代測定を行う。放射年代の委託分析のため繰越金を用いる。課題2：自作した窒素の分離精製ラインを用いて、白雲母に固定されたアンモニアの濃度と窒素同位体比の分析システムの確立と分析法の評価を行う。課題3：アンモニア分析に特化した熱水実験法を使って白雲母の水熱合成実験を行い、白雲母と熱水間のアンモニアの分配係数と窒素同位体分別値を決定する。
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