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2017 年度 実施状況報告書

消滅核種Cs-135の原始太陽系存在度決定と年代学への応用

研究課題

研究課題/領域番号 16K13915
研究機関名古屋大学

研究代表者

日高 洋  名古屋大学, 環境学研究科, 教授 (10208770)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワードバリウム / 同位体 / 水質変成
研究実績の概要

消滅核種135Csの原始太陽系における存在度を定量的に評価することを目的とし、母天体上で激しく水質変成を起こした形跡のあるタギッシュレイク隕石について以下の2つのアプローチによるBa同位体比測定を試みた。
(1)試料を粉砕し、酸による段階溶出によって得られた6つのフラクションについて熱イオン化質量分析計により精密な同位体測定を行った。まず、得られたフラクションについてSr同位体比測定を含むRb-Sr壊変系が構築できるか否かを試みたところ、Rb-Sr壊変系は大きく乱され、年代を示すアイソクロンを形成しないことがわかった。これによりCs-Ba壊変系も閉鎖系を保持できていないことが示唆された。各フラクションのBa同位体比は、太陽系形成直後に太陽系外からの原子核合成付加成分が不均一に存在していることを示す結果が得られた。本研究結果は2018年1月に米国天文学会の専門誌アストロフィジカルジャーナルに掲載された。
(2)厚片研磨試料を準備し、光学顕微鏡およびレーザーラマン分光により試料内の主構成鉱物を確認した後、同試料内の特定フェーズ(ドロマイト、一部が蛇紋石化したオリビンなど水質変成の影響が大きいと考えられる部分)に焦点をしぼり、高感度高分解能イオンマイクロプローブを用いて微小領域のBa同位体測定を行った。化学分離を伴わない本研究結果においてはBa同位体の質量スペクトル上に正体不明の複合化合物の同重体の干渉があり、正確な同位体比データを得るに至らなかったが、上記(1)では見出せなかったCs/Ba比が異様に高いフェーズの存在を発見するに至った。

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

今年度の新たな取り組みとして実施した高感度高分解能イオンマイクロプローブによるBa同位体の局所領域分析によって、水質変成をうけた痕跡のある隕石中に非常に高いCs/Ba比をもつフェーズを特定することができた。さらに、Cs-Ba壊変形の保持状態を評価する一つの指標として、同じくアルカリ金属元素である1族からアルカリ土類金属である2族への壊変である40K-40Caおよび87Rb-87Srを同時に確認することを計画中である。今後、引き続いて行う研究に非常に期待がもたれる。

今後の研究の推進方策

太陽系の始原惑星物質という位置づけにあるタイプの異なる炭素質コンドライト隕石について、酸を用いた段階溶出によって5つに分画された成分についてカルシウム、ストロンチウム、バリウム同位体を精密に測定することにより、K-Ca壊変系およびRb-Sr壊変系の閉鎖の程度の違いを見ながらCs-Ba壊変系のそれとの因果関係について詳細を議論する。
高感度高分解能イオンマイクロプローブによる局所同位体比分析の導入により、高度に水質変成を受けた隕石内に見出された非常に高いCs/Ba比をもつ特定部位について物質科学的な同定をおこなうことを試み、その精密なBa同位体比測定から137Csの壊変生成物の痕跡について究明する。
また、同アプローチを用いて、タイプの異なる他の炭素質コンドライト隕石(CM2、CV3、CK4~CK5)についても同様な試みを行い、結果を相互比較することで太陽系初期の同位体不均一の可能性ならびにその程度について、より定量的に議論するための材料を揃えたい。

次年度使用額が生じた理由

初年度に確立した化学分析手法を改良・簡素化することにより、必要とする消耗品を一部削減することができた。また、本研究の実施においては、分析試料の調製を名古屋大学で行い、化学処理後の同位体分析を国立科学博物館(茨城県つくば市)にて、高感度高分解能イオンマイクロプローブを用いた局所同位体分析を国立極地研究所(東京都立川市)にて行っているが、2017年度の測定計画に対して、たびたび学内の緊急用務と重なったために出張計画を変更する必要が生じ、当初の計画に対し、実測回数が減少した。
今年度は、学内用務の少ない期間を有効に利用して出張実験の計画を立てるとともに、微量成分元素の高精度同位体分析と微小領域の高感度同位体分析を併用し、新たな化学分析手法も取り入れながら本研究課題を実施する。

  • 研究成果

    (22件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 7件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 9件、 招待講演 3件)

  • [国際共同研究] カリフォルニア大学バークレー校/ワシントン大学(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      カリフォルニア大学バークレー校/ワシントン大学
  • [国際共同研究] 地質資源研究院/基礎科学研究所(韓国)

    • 国名
      韓国
    • 外国機関名
      地質資源研究院/基礎科学研究所
  • [雑誌論文] Isotopic and Chemical Evidence for Primitive Aqueous Alteration in the Tagish Lake Meteorite2018

    • 著者名/発表者名
      Sakuma Keisuke、Hidaka Hiroshi、Yoneda Shigekazu
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 853 ページ: 92~92

    • DOI

      10.3847/1538-4357/aaa1e3

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Zircon U-Pb geochronology and geochemistry of the Cerro Colorado porphyry copper deposit, northern Chile2018

    • 著者名/発表者名
      Tsang Debbie P.W.、Wallis Simon R.、Yamamoto Koshi、Takeuchi Makoto、Hidaka Hiroshi、Horie Kenji、Tattitch Brian C.
    • 雑誌名

      Ore Geology Reviews

      巻: 93 ページ: 114~140

    • DOI

      10.1016/j.oregeorev.2017.12.019

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] The discovery of silicon oxide nanoparticles in space-weathered of Apollo 15 lunar soil grains2018

    • 著者名/発表者名
      Gu Lixin、Zhang Bin、Hu Sen、Noguchi Takaaki、Hidaka Hiroshi、Lin Yangting
    • 雑誌名

      Icarus

      巻: 303 ページ: 47~52

    • DOI

      10.1016/j.icarus.2017.12.028

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Trace element composition and U-Pb age of zircons from Estherville: Constraints on the timing of the metal-silicate mixing event on the mesosiderite parent body2017

    • 著者名/発表者名
      Haba Makiko K.、Yamaguchi Akira、Kagi Hiroyuki、Nagao Keisuke、Hidaka Hiroshi
    • 雑誌名

      Geochimica et Cosmochimica Acta

      巻: 215 ページ: 76~91

    • DOI

      10.1016/j.gca.2017.07.028

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Isotopic Evidence for Multi-stage Cosmic-ray Exposure Histories of Lunar Meteorites: Long Residence on the Moon and Short Transition to the Earth2017

    • 著者名/発表者名
      Hidaka Hiroshi、Sakuma Keisuke、Nishiizumi Kunihiko、Yoneda Shigekazu
    • 雑誌名

      The Astronomical Journal

      巻: 153 ページ: 274~274

    • DOI

      10.3847/1538-3881/aa7139

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Age-integrated tectonic evolution across the orogen-craton boundary: Age zonation and shallow- to deep crustal participation during Late Cambrian cratonisation of Eastern Ghats Belts, India2017

    • 著者名/発表者名
      Chatterjee Amitava、Das Kaushik、Bose Sankar、Hidaka Hiroshi
    • 雑誌名

      Lithos

      巻: 290-291 ページ: 269~293

    • DOI

      10.1016/j.lithos.2017.07.020

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Zircon U?Pb SHRIMP and monazite EPMA U?Th?total Pb geochronology of granulites of the western boundary, Eastern Ghats Belt, India: a new possibility for Neoproterozoic exhumation history2017

    • 著者名/発表者名
      Chatterjee A.、Das K.、Bose S.、Ganguly P.、Hidaka H.
    • 雑誌名

      Geological Society, London, Special Publications

      巻: Special ページ: SP457.1~SP457.1

    • DOI

      10.1144/SP457.1

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] La-Ce chronology of eucrites and diogenites2018

    • 著者名/発表者名
      H. Hidaka, S. Yoneda and S.-G. Lee
    • 学会等名
      The 49th Lunar and Planetary Science Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] Systematic REE isotopic studies of eucrites2017

    • 著者名/発表者名
      H. Hidaka and S. Yoneda
    • 学会等名
      80th Annual Meeting of the Meteoritical Society
    • 国際学会
  • [学会発表] Isotopic evidence for intense activity of young Sun from REE isotopic compositions in CAIs2017

    • 著者名/発表者名
      H. Hidaka and S. Yoneda
    • 学会等名
      Goldschmidt Conference 2017
    • 国際学会
  • [学会発表] REE isotopic study for cosmochemistry: A case study of La and Sm2017

    • 著者名/発表者名
      H. Hidaka
    • 学会等名
      5th International Conference on Analytical Science and Technology
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Isotopic characterizaton for nuclear reactions in the Oklo natural reactors2017

    • 著者名/発表者名
      H. Hidaka, S.E. Bentridi, B. Gall and N. Amrani
    • 学会等名
      The 1st International Conference on Radiations and Applications
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Redistribution behavior of REE into constituent minerals of eucrites and its implication for the genesis2017

    • 著者名/発表者名
      H. Hidaka and T. Ohnishi
    • 学会等名
      2nd Korea-Japan SHRIMP Joint Workshop
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 太陽宇宙線初期照射説の同位体化学的検証:Allende隕石のCAI中のLa同位体比測定2017

    • 著者名/発表者名
      日高 洋、米田成一
    • 学会等名
      日本地球化学会2017年会
  • [学会発表] 水質変成の痕跡を示すTagish Lake隕石のRb-SrおよびCs-Ba壊変系2017

    • 著者名/発表者名
      佐久間圭佑、日高 洋、米田成一
    • 学会等名
      日本地球化学会2017年会
  • [学会発表] Lnレジンを用いた希土類元素の分離手法の確立2017

    • 著者名/発表者名
      水渓由希、日高 洋
    • 学会等名
      日本地球化学会2017年会
  • [学会発表] ダイオジェナイト隕石の希土類元素組成2017

    • 著者名/発表者名
      齊藤天晴、世羅浩平、日高洋
    • 学会等名
      日本地球化学会2017年会
  • [学会発表] Cosmic-ray exposure histories of eucrites studied from Sm and Gd isotopic compositions2017

    • 著者名/発表者名
      H. Hidaka and S. Yoneda
    • 学会等名
      The 8th Symposium on Polar Science
    • 国際学会
  • [学会発表] Rb-Sr and Cs-Ba systematics of the Tagish Lake meteorite2017

    • 著者名/発表者名
      K. Sakuma, H. Hidaka and S. Yoneda
    • 学会等名
      The 8th Symposium on Polar Science
    • 国際学会
  • [学会発表] REE abundances and Sr isotopic compositions of diogenites2017

    • 著者名/発表者名
      T. Saitou, K. Sera and H. Hidaka
    • 学会等名
      The 8th Symposium on Polar Science
    • 国際学会

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公開日: 2018-12-17   更新日: 2022-02-21  

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