| 研究課題/領域番号 |
15K13586
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| 研究機関 | 学習院大学 |
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研究代表者 |
大野 剛 学習院大学, 理学部, 助教 (40452007)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | 炭酸塩 / マグネシウム / カルシウム / ストロンチウム / 同位体分別 / ホウ素 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では炭酸塩鉱物に含まれるマグネシウム・カルシウム・ストロンチウムなどの金属元素とホウ素の同位体分別が結晶構造に依存した同位体分別を示す可能性を考慮し、表層環境変動を読み取るための新規研究手法の開発を目指している。本年度はホウ素、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウムの炭酸塩鉱物沈澱反応における同位体分別係数を調べるため沈澱生成法を改良し、pHをコントロールした環境下で天然を模した母液からでも純粋な結晶構造（カルサイト・アラゴナイト）をした炭酸塩鉱物を沈澱させる方法を確立した。
予察的な実験として母液にホウ素を添加し、pHを制御した環境下では純粋なカルサイト結晶を作ることができなかった。そこで本研究では、カルサイト合成のためにカルサイト種結晶を用いることで、純粋なカルサイト合成に成功した。これはホウ素がカルサイトの合成を阻害する方向に働くためだと考えられる。
pHおよび温度をコントロールした環境で、炭酸塩鉱物沈澱反応におけるホウ素の温度依存性を詳細に調べた結果、ホウ素の同位体分別に温度依存性はみられなかった。これは、平衡論的同位体効果の温度依存性を考えた場合、妥当な結果であることがわかった。また、カルサイト構造とアラゴナイト構造におけるホウ素の同位体分別には誤差を超えた違いはみられず、結晶構造によらずホウ素同位体分別係数は一致した。これは、ホウ素がホウ素酸イオンとして結晶に取り込まれることにより説明ができる。
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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
本研究では当初の予定通り、pHを制御した環境下でカルサイトおよびアラゴナイトの合成おこなうことができており、おおむね順調に進展している。
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| 今後の研究の推進方策 |
温度・pHを制御した環境下で、カルサイトおよびアラゴナイトのマグネシウム・カルシウム・ストロンチウムの同位体分別係数を調べ、これらの金属元素の同位体分別と結晶構造との関連性を明らかにする。また、天然の炭酸塩試料のマグネシウム・カルシウム・ストロンチウムの同位体分析を進め、炭酸塩試料の堆積時の結晶構造を推定していく予定である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
高感度分析用試料導入法の開発を検討していたが、質量分析装置の不具合により、今年度の開発が予定通りにいかなかったため、今年度の導入を見送った。
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| 次年度使用額の使用計画 |
本研究で使用する質量分析装置の不具合は既に改善されたため、次年度使用額分は当初予定していた分析目的にあった高感度試料導入法の開発費に充てる予定である。
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