中生代における隕石衝突記録と環境変動の解明

2016 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15J30004
• 研究機関: 国立研究開発法人海洋研究開発機構
• 研究代表者: 佐藤 峰南 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海底資源研究開発センター, 特別研究員(PD)
• 研究期間 (年度): 2015-04-24 – 2018-03-31
• キーワード: 美濃帯 / 層状チャート / オスミウム同位体 / 白金族元素

研究実績の概要

1. 野外調査および試料採取：岐阜県坂祝町に分布する美濃帯の上部三畳系～下部ジュラ系層状チャートについて，チャートおよびその間に挟まれる粘土岩層を1層準ごとに高時間解像度でサンプリングした．また岩相層序の記載については，試料採取層準を明確にするためにmmスケールでの記載作業を行った．
2. オスミウム同位体分析：1. で採取したサンプルについて，海洋研究開発機構のマルチコレクターICP-MSを用いてオスミウム同位体分析を行なった．オスミウムは複数の同位体をもち，宇宙塵や落下隕石などの地球外起源物質中では，高いオスミウム濃度と低いオスミウム同位体比（187Os/188Os）をもつという特徴がある．現在，三畳紀後期ノーリアン中期～後期にかけて約100層準の測定データを取得しているが，その範囲内にオスミウム同位体比が低下する層準が認められた．薄片観察から，このチャートは単層中に厚さ約1 mmの砕屑岩層を挟むことが明らかとなり，岩相の特徴によってさらに細分化し測定を行った結果，オスミウム同位体比は砕屑岩を境として急激に低下していることが示された．
3. 白金族元素濃度の定量分析：2. の測定データから，オスミウム同位体比の低下が認められた層準が隕石衝突などの地球外物質の混入によって形成された堆積物である可能性を検討するため，砕屑岩層および下位と上位のチャート層について隕石中に豊富な白金族元素濃度の測定を行なった（ICP-QMS：東京大学）．その結果，砕屑岩中の白金族元素濃度は，上下のチャート層の濃度と大きな差はなく，地球外物質付加の確かな証拠は得られなかった．現在は，オスミウム同位体比が低下した要因を明らかにするため，岩相の詳細な記載を進めている．

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

美濃帯層状チャートを用いた高時間解像度でのオスミウム同位体分析および白金族元素濃度の定量分析を行い，チャート中に挟まれる砕屑岩層の成因解明に向け研究が進んでいる．また砕屑岩の薄片観察による構成鉱物の同定作業を進めており，おおむね順調に進展しているといえる．

今後の研究の推進方策

オスミウム同位体比の低下が認められた砕屑岩層の記載作業を進め，宇宙物質が混入しているか否かを判定する．隕石衝突層準が見出されない場合，層状チャートを用いた主要・微量元素分析およびオスミウム同位体分析の結果から，海洋中の長期環境変動に関する研究成果を発表する．

研究成果

• [雑誌論文] The formation of peak rings in large impact craters (2016)
  • 著者名/発表者名: Joanna V. Morgan, Sean P. S. Gulick, Timothy Bralower, Elise Chenot, Gail Christeson, Philippe Claeys, Charles Cockell, Gareth S. Collins, Marco J. L. Coolen, Ludovic Ferriere, Catalina Gebhardt, Kazuhisa Goto, Heather Jones, David A. Kring, Erwan Le Ber, Johanna Lofi, Xiao Long, Honami Sato, et al.
  • 雑誌名: Science 巻: 354 ページ: 878-882
  • DOI: 10.1126/science.aah6561
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Bolide impact triggered the Late Triassic extinction event in equatorial Panthalassa (2016)
  • 著者名/発表者名: Tetsuji Onoue, Honami Sato, Daisuke Yamashita, Minoru Ikehara, Kazutaka Yasukawa, Koichiro Fujinaga, Yasuhiro Kato, Atsushi Matsuoka
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: － ページ: －
  • DOI: 10.1038/srep29609
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 三畳紀後期ノーリアンの遠洋性堆積岩を用いたオスミウム同位体変動からみる地球外物質付加の検討 (2016)
  • 著者名/発表者名: 佐藤峰南，野崎達生，石川晃，尾上哲治，木村純一，常青，鈴木勝彦
  • 学会等名: 日本地質学会第 123年学術大会
  • 発表場所: 日本大学（東京都世田谷区）
  • 年月日: 2016-09-12
• [学会発表] Marine osmium isotope record in the Upper Triassic deep-sea deposits from Japan: the Middle to Upper Norian transition (2016)
  • 著者名/発表者名: Honami Sato, Tatsuo Nozaki, Tetsuji Onoue, Jun-Ichi Kimura, Qing Chang, Yutaro Takaya, Yasuhiro Kato, Katsuhiko Suzuki
  • 学会等名: 2016 Goldschmidt Conference
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2016-06-30
  • 国際学会
• [学会発表] Oceanic anoxic event at the Carnian/Norian boundary interval in the Black Bear Ridge section, British Columbia, Canada (2016)
  • 著者名/発表者名: Tetsuji Onoue, John-Paul Zonneveld, Michael J. Orchard, Katsuyuki Yamashita, Honami Sato, Soichiro Kusaka
  • 学会等名: 2016 Goldschmidt Conference
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2016-06-28
  • 国際学会
• [学会発表] 美濃帯の遠洋性堆積物から復元した三畳紀後期ノーリアン中期～後期における海水中のオスミウム同位体記録 (2016)
  • 著者名/発表者名: 佐藤峰南，野崎達生，尾上哲治，木村純一，常青，高谷雄太郎，加藤泰浩，鈴木勝彦
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2016年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ（千葉県千葉市）
  • 年月日: 2016-05-23
  • 招待講演