史上最大大量絶滅期の無酸素海洋の要因としての火山活動と高一次生産の評価

2017 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 17K05689
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 高橋 聡 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (60615251)
• 研究分担者: 黒田 潤一郎 東京大学, 大気海洋研究所, 准教授 (10435836) ; 朝比奈 健太 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 地質調査総合センター, 研究員 (40728276)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: 大量絶滅 / 遠洋域深海 / ペルム紀 / 三畳紀 / 火山活動 / 海洋無酸素

研究実績の概要

平成28年度は、主な活動として、分析環境の整備、野外地質調査試料採取、炭素同位体比、オスミウム同位体比分析を行った。環境整備は、岩石粉砕装置とその周辺機器を東京大学に整備し、硬質な岩石を効率的に粗砕できるようになった。また、分担者の朝比奈は、産総研にGC-MS分析用のシリカカラムを導入し、有機分子分析の準備を行った。
主な野外調査活動の成果として、岩手県におけるペルム紀/三畳紀境界の露頭を調査した結果、前期三畳紀黒色粘土層中に鍵層を見出して露頭の複雑な褶曲構造を明らかにした。該当の粘土岩層のサンプルを基に有機炭素同位体比分析を行い、浅海域の三畳紀層序と対比を行った。研究代表者の高橋と分担者の黒田は、大量絶滅境界期を記録した約30試料の粉末について、オスミウム（Os）とレニウム（Re）を精錬し、ICP-MSおよびTIMS装置を用いて分析を行った。大量絶滅期のサンプルは、ReとOsがともに高濃度に含まれる。ReがOs同位体比にもたらす放射壊変の影響を補正してOs同位体比を評価した結果、大量絶滅層準直上に顕著に低い値が検出された。このトレンドが火山活動の増加を示すシグナルかどうか検討を進めている。
前期三畳紀－中期三畳紀境界期に堆積した黒色粘土層の存在について論文を国際誌paleo-3誌に公表した。国際シンポジウムIGCP630仙台大会、国際放散虫研究集会新潟大会にてセッションを企画し、大量絶滅事変に関する研究成果の情報交換と交流を行った。

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

オスミウム同位体比の分析が進み、大量絶滅期の遠洋域堆積岩への影響の外観が予想より早くつかめてきたため、研究計画は順調に進んでいると判断できる。

今後の研究の推進方策

平成29年度は、初年度に整備した分析環境を活用し、採取してきた岩石試料に基づいて分析作業を進める予定である。代表者の高橋は、ニュージーランド北島から採取した岩石サンプルのトリミングと粉砕作業を進め、化学分析の準備を行う。粉末化した試料をもとに有機炭素同位体比分析を行い、日本とニュージーランドにおける前期三畳紀層序の詳細データの解明と年代対比を行う。また、前期三畳紀において新た確認されたSmithian-Spathian境界期の黒色粘土岩層が記録する貧酸素海洋環境の程度を、微量元素分析と硫化鉱物の観察から見積もる。
高橋と研究分担者の黒田が協力をし、日本のペルム紀－三畳紀境界層についてオスミウム（Os）同位体比の分析を進める。得られた結果をもとに、ペルム紀末の大量絶滅期に起きた海洋無酸素事変と陸域火山活動の同時性について議論と考察を深める。研究分担者の朝比奈と高橋は、大量絶滅期と前期三畳紀の回復紀の黒色粘土岩層の試料をもとに、有機分子化石の抽出実験を行い、化石クロロフィルに由来するマレイミド類の抽出に最適な分析条件（試料とスタンダードの量等）を明らかにする。分析したマレイミド類の組成比率をもとに、遠洋域の海洋無酸素をもたらした海洋一次生産生物の群集について情報を得る。

研究成果

• [雑誌論文] High sediment input and possible oceanic anoxia in the pelagic Panthalassa during the latest Olenekian and early Anisian: Insights from a new deep-sea section in Ogama, Tochigi, Japan (2018)
  • 著者名/発表者名: Muto Shun、Takahashi Satoshi、Yamakita Satoshi、Suzuki Noritoshi、Suzuki Nozomi、Aita Yoshiaki
  • 雑誌名: Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology 巻: 490 ページ: 687～707
  • DOI: 10.1016/j.palaeo.2017.11.060
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Tentative identification of diagenetic products of cyclic biphytanes in sedimentary rocks from the uppermost Permian and Lower Triassic (2017)
  • 著者名/発表者名: Saito Ryosuke、Kaiho Kunio、Oba Masahiro、Tong Jinnan、Chen Zhong-Qiang、Tian Li、Takahashi Satoshi、Fujibayashi Megumu
  • 雑誌名: Organic Geochemistry 巻: 111 ページ: 144～153
  • DOI: 10.1016/j.orggeochem.2017.04.013
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Characterization of sulfate mineral deposits in central Thailand (2017)
  • 著者名/発表者名: Kuroda Junichiro、Hara Hidetoshi、Ueno Katsumi、Charoentitirat Thasinee、Maruoka Teruyuki、Miyazaki Takashi、Miyahigashi Akira、Lugli Stefano
  • 雑誌名: Island Arc 巻: 26 ページ: e12175～e12175
  • DOI: 10.1111/iar.12175
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] 海洋堆積物の重元素の同位体組成が語る表層環境変動 (2017)
  • 著者名/発表者名: 黒田潤一郎
  • 雑誌名: 地球化学 巻: 51 ページ: 15-28
  • DOI: https://doi.org/10.14934/chikyukagaku.51.15
  • 査読あり
• [学会発表] 両極分布を示す前期三畳紀コノドントWapitiodus (2018)
  • 著者名/発表者名: 山北聡,竹村厚司,相田吉昭,堀利栄,高橋聡,Hamish Campbell, Bernhard Sporli
  • 学会等名: B19 m, 日本古生物学会167回例会, 2018年2月4日（口頭発表）
• [学会発表] 前期三畳紀遠洋域黒色粘土岩から産したプラットフォーム型コノドント自然集合体 (2018)
  • 著者名/発表者名: 高橋聡，山北聡，鈴木紀毅
  • 学会等名: B20m，日本古生物学会167回例会, 2018年2月4日（口頭発表）
• [学会発表] 深海相ペルム紀-三畳紀境界層に記録された鉄・モリブデンの化学種記録 (2017)
  • 著者名/発表者名: 高橋 聡, 中田 亮一, 渡辺 勇輔, 高橋 嘉夫
  • 学会等名: BPT06-03, 日本地球惑星科学連合大会, 千葉，幕張メッセ，2017年5月21日（口頭発表）
• [学会発表] 南太平洋ロードハウライズの白亜紀-古第三紀境界層の層序再検討 (2017)
  • 著者名/発表者名: 黒田潤一郎, 斎藤実篤, 臼井洋一, 萩野恭子, Hsiung Kan-His, 村山雅史, 安藤卓人, 大河内直彦
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2017年大会 (JpGU-AGU Joint Meeting 2017), 千葉, 2017年05月25日.
• [学会発表] Lithological and geochemical features of the Permian-Triassic boundary at the Gujo-Hachiman section in the Mino-Tanba belt, central Japan (2017)
  • 著者名/発表者名: Moei Yano, Koichiro Fujinaga, Kazutaka Yasukawa, Tatsuo Nozaki, Junichiro Kuroda, Kiyoko Kuwahara and Yasuhiro Kato
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2017年大会 (JpGU-AGU Joint Meeting 2017), 千葉, 2017年05月24日.
• [学会発表] タイ中央部の石炭系硫酸塩岩体の形成史 (2017)
  • 著者名/発表者名: 黒田潤一郎, 原英俊, 上野勝美, Charoentitirat Thasinee, 丸岡照幸, 宮崎隆, 宮東照, Lugli Stefano
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2017年大会 (JpGU-AGU Joint Meeting 2017), 千葉, 2017年05月23日
• [学会発表] Multi-element, compound-specific isotope analysis of chloropigments: Insights into the biogeochemical cycle of the microbial mat in the shallow hypersaline environment (2017)
  • 著者名/発表者名: Yuta Isaji, Hodaka Kawahata, Junichiro Kuroda, Toshihiro Yoshimura, Nanako O. Ogawa, Daisuke Araoka, Akiko Makabe, Atsushi Suzuki, Takazo Shibuya, Francisco J. Jimenez-Espejo, Yoshinori Takano, Stefano Lugli, Andrea Santulli, Vinicio Manzi, Marco Roveri and Naohiko Ohkouchi
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2017年大会 (JpGU-AGU Joint Meeting 2017), 千葉, 2017年05月22日
• [学会発表] Redox history of deep water in the Japan Sea during late Pleistocene based on trace elements (2017)
  • 著者名/発表者名: 高橋 聡, 多田 隆治, 関 有沙, 入野 智久
  • 学会等名: MIS06-P08, 日本地球惑星科学連合大会, 千葉，幕張メッセ，2017年5月23日（ポスター発表）
• [学会発表] Sulfur isotope geochemistry of the Japan Sea sediments (IODP Exp. 346) 30 ~ 220 kyr ago: Implications for the evolution of Asian Monsoon climate system (2017)
  • 著者名/発表者名: 押尾 秀，山口 耕生，高橋 聡, 多田 隆治, 奈良岡 浩, 池原 実, 山口 飛鳥
  • 学会等名: MIS06-P09, 日本地球惑星科学連合大会, 千葉，幕張メッセ，2017年5月23日（ポスター発表）
• [学会発表] Phosphorus geochemistry of the central Japan Sea sediments (IODP Exp. 346) 30~220 kyr ago: Implications for the evolution of Asian Monsoon climate system (2017)
  • 著者名/発表者名: 増田 沙恵佳，山口 耕生，高橋 聡，多田 隆治
  • 学会等名: MIS06-P10,日本地球惑星科学連合大会, 千葉，幕張メッセ，2017年5月23日（ポスター発表）
• [学会発表] 深海堆積層岩から産するコノドント化石の化学組成の評価：古海洋環境復元ツールへの応用に向けて (2017)
  • 著者名/発表者名: 松本 廣直, 高橋 聡, 飯塚 毅, 武藤 俊
  • 学会等名: MIS20-04, 日本地球惑星科学連合大会, 千葉，幕張メッセ，2017年5月25日（口頭発表）
• [学会発表] 下部三畳系深海チャートギャップの完全な層序復元に向けて (2017)
  • 著者名/発表者名: 武藤 俊，高橋 聡，山北 聡
  • 学会等名: MIS20-05日本地球惑星科学連合大会, 千葉，幕張メッセ，2017年5月25日（口頭発表）
• [学会発表] ポルフィリン窒素同位体比から明らかにする地中海塩分危機時の窒素循環 (2017)
  • 著者名/発表者名: 伊左治雄太、川幡穂高、高野淑識、小川奈々子、黒田潤一郎、吉村寿紘、Francisco J. Jimenez-Espejo, Stefono Lugli, Vinicio Manzi, Marco Roveri, 大河内直彦
  • 学会等名: 第35回有機地球化学シンポジウム（2017年高知シンボジウム）, 高知, 2017年08月31日.
• [学会発表] MALDI-TOF/MSイメージング法による生物源有機分子マッピング:メッシニアン蒸発岩中の化石微生物の解明 (2017)
  • 著者名/発表者名: 伊左治雄太, 高野淑識, 井尻暁, 黒田 潤一郎, 吉村寿紘, Francisco J. Jimenez-Espejo, Stefano Lugli, 稲垣 史生, Vinicio Manzi, Marco Roveri, 川幡 穂高, 大河内 直彦
  • 学会等名: 2017年度 日本地球化学会 第64回年会, 東京, 2017年09月15日.
• [学会発表] 愛媛県秩父累帯層状チャート中の三畳系－ジュラ系境界 (2017)
  • 著者名/発表者名: 堀利栄, 吉田夏子, 黒田潤一郎, 小川奈々子
  • 学会等名: 日本地質学会第124年学術大会, 愛媛, 2017年09月16日.
• [学会発表] パンサラサ海に堆積したアローロックス島の前期三畳紀層状 チャート層における生物源シリカ相とそのフラックスの変遷 (2017)
  • 著者名/発表者名: 相田吉昭，菊池那津子，草場研太，丸山 巧，山北 聡， 竹村厚司，堀 利栄, 高橋 聡，齋藤めぐみ，久保田好美， Bernhard Sporli，Hamish Campbell
  • 学会等名: R17-O-1，日本地質学会第124年学術大会, 愛媛大, 2017年9月16日（口頭発表）
• [学会発表] 深海堆積岩中のコノドント化石の化学組成の評価 (2017)
  • 著者名/発表者名: 松本廣直， 高橋 聡，飯塚 毅，武藤 俊
  • 学会等名: R17-O-2，日本地質学会第124年学術大会, 愛媛大, 2017年9月16日（口頭発表）
• [学会発表] 南西太平洋ロードハウライズ掘削試料の白亜紀-古第三紀（旧成紀）境界層の層序 (2017)
  • 著者名/発表者名: 黒田潤一郎, 斎藤 実篤,臼井洋一,萩野恭子, Hsiung Kan-His, 村山雅史, 安藤 卓人, 大河内直彦
  • 学会等名: 日本地質学会第124年学術大会, 愛媛, 2017年09月18日.
• [学会発表] Late Neogene marine osmium isotopic records of the Mediterranean and Atlantic sediments (2017)
  • 著者名/発表者名: Junichiro Kuroda, Francisco J. Jimenez-Espejo, Tatsuo Nozaki, Rocco Gennari, Stefano Lugli, Vinicio Manzi, Marco Roveri, Rachel Flecker, Francisco J. Sierro, Toshihiro Yoshimura, Katsuhiko Suzuki and Naohiko Ohkouchi
  • 学会等名: European Geoscience Union General Assembly 2017, Wien, Austria, 26, April 2017
  • 国際学会
• [学会発表] Redox conditions across Permian-Triassic based on laminae preservation and pyrite framboids from the pelagic Panthalassic ocean (2017)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Takahashi, Akane Mizutani, Jun Ishida, Shinji Yamamoto, Shun Muto, Masayuki Ikeda, Kazumi Ozaki, Nozomi Suzuki, Ryuji Tada
  • 学会等名: O13, the IGCP 630 annual meeting, Tohoku Univ., Sendai, Japan
  • 国際学会
• [学会発表] Enhanced biogenic silica sedimentation processes revealed in the Early Triassic, Induan bedded chert from Arrow Rocks, Panthalassa ocean (2017)
  • 著者名/発表者名: Yoshiaki Aita, Natsuko Kikuchi, Satoshi Yamakita, Atsushi Takemura, Rie S. Hori, Satoshi Takahashi, Megumi Saito, Yoshimi Kubota, K. Bernhard Sporli, Hamish J. Campbell
  • 学会等名: P4. the IGCP 630 annual meeting, Tohoku Univ., Sendai, Japan
  • 国際学会
• [学会発表] Oceanic oxidation and anoxia coincided with diversification and extinction of early animals after the Snowball Earth (2017)
  • 著者名/発表者名: Kunio Kaiho, Atena Shizuya, Kenji Yamada, Masahiro Oba, Minori Kikuchi, Naoto Senba, Zhong-Qiang Chen, Tsuyoshi Komiya, Jinnan Tong, Li Tian, Paul Gorjan, Satoshi Takahashi
  • 学会等名: P6. the IGCP 630 annual meeting, Tohoku Univ., Sendai, Japan
  • 国際学会
• [学会発表] Effects of soil erosion and anoxic euxinic ocean in the Permian-Triassic marine crisis (2017)
  • 著者名/発表者名: Kunio Kaiho, Ryosuke Saito, Kosuke Ito, Takashi Miyaji, Raman Biswas, Li Tian, Hiroyoshi Sano, Zhiqiang Shi, Satoshi Takahashi, Jinnan Tong, Lei Liang, Masahiro Oba, Fumiko W. Nara, Noriyoshi Tsuchiya, Zhong-Qiang Chen
  • 学会等名: P7. the IGCP 630 annual meeting, Tohoku Univ., Sendai, Japan, (poster)
  • 国際学会
• [学会発表] Tentative identification of diagenetic products of cyclic biphytanes in sedimentary rocks from the uppermost Permian and Lower Triassic (2017)
  • 著者名/発表者名: Ryosuke Saito, Kunio Kaiho, Masahiro Oba, Jinnan Tong, Zhong-Qiang Chen, Li Tian, Satoshi Takahashi, Megumu Fujibayashi
  • 学会等名: P8. the IGCP 630 annual meeting, Tohoku Univ., Sendai, Japan,(poster)
  • 国際学会
• [学会発表] Smithian/Spathian boundary detected slightly below OAE-related black sediments in oceanic sequences in Japan and New Zealand (2017)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Yamakita, Satoshi Takahashi, Kunio Kaiho, Megumu Fujibayashi, Satoru Kojima, Atsushi Takemura, Yoshiaki Aita, Rie S. Hori, K. Bernhard Sporli. Hamish J. Campbell
  • 学会等名: P10. the IGCP 630 annual meeting, Tohoku Univ., Sendai, Japan, (poster)
  • 国際学会
• [学会発表] Conodont provincialism in the Early Triassic environmental extreme (2017)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Yamakita, Atsushi Takemura, Yoshiaki Aita, Rie S. Hori, Satoshi Takahashi, Jack A. Grant-Mackie, K. Bernhard Sporli and Hamish J. Campbell
  • 学会等名: P11. the IGCP 630 annual meeting, Tohoku Univ., Sendai, Japan, (poster)
  • 国際学会
• [学会発表] The Permian-Triassic in Akkamori, Japan (2017)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Takahashi
  • 学会等名: SP1. the IGCP 630 annual meeting, Tohoku Univ., Sendai, Japan, (poster)
  • 国際学会
• [学会発表] The Permian-Triassic in Utatsu, Japan (2017)
  • 著者名/発表者名: Masahiro Ehiro, Kazuko Yoshizawa, Satoshi Takahashi, Kunio Kaiho, Noritoshi Suzuki
  • 学会等名: SP2. the IGCP 630 annual meeting, Tohoku Univ., Sendai, Japan, (poster)
  • 国際学会
• [学会発表] The Permian-Triassic in Kuzuu, Japan: Part 1 (2017)
  • 著者名/発表者名: Yoshiaki Aita, Shun Muto, Satoshi Takahashi, Ryuichi Arakawa
  • 学会等名: SP3. the IGCP 630 annual meeting, Tohoku Univ., Sendai, Japan (poster)
  • 国際学会
• [学会発表] The Permian-Triassic in Kuzuu, Japan: Part 2. (2017)
  • 著者名/発表者名: Yoshiaki Aita, Shun Muto, Satoshi Takahashi, Ryuichi Arakawa
  • 学会等名: SP4, the IGCP 630 annual meeting, Tohoku Univ., Sendai, Japan (poster)
  • 国際学会
• [学会発表] The Permian-Triassic in Inuyama, Japan (2017)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Takahashi, Masayuki Ikeda, Satoshi Yamakita
  • 学会等名: SP5, the IGCP 630 annual meeting, Tohoku Univ., Sendai, Japan (poster)
  • 国際学会
• [学会発表] Extreme inputs of clastic material to the pelagic Panthalassa during the Early Triassic (2017)
  • 著者名/発表者名: Shun Muto, Satoshi Takahashi, Satoshi Yamakita, Masayuki Ikeda, Tetsuji Onoue
  • 学会等名: O47, the IGCP 630 annual meeting, Tohoku Univ., Sendai, Japan (oral)
  • 国際学会
• [学会発表] A preliminary report on the fossil fish assemblage from the Osawa Formation (Spathian, Lower Triassic) of Northeastern Japan (2017)
  • 著者名/発表者名: Yasuhisa Nakajima, Satoshi Takahashi, Osamu Sasaki, Masayuki Ehiro, Akihiro Misaki
  • 学会等名: O50. the IGCP 630 annual meeting, Tohoku Univ., Sendai, Japan (oral)
  • 国際学会
• [学会発表] Redox conditions of late Early Triassic oceanic region around the South Kitakami Block (2017)
  • 著者名/発表者名: Kazuko Yoshizawa, Satoshi Takahashi, Masayuki Ehiro, Takanobu Tsuihiji, Shun Muto, Takayuki Tashiro
  • 学会等名: O52, the IGCP 630 annual meeting, Tohoku Univ., Sendai, Japan (oral)
  • 国際学会
• [学会発表] Organic geochemical evidence for coincidence of an amelioration of harsh environments with biotic recovery from the end-Permian mass extinction (2017)
  • 著者名/発表者名: Ryosuke Saito, Kunio Kaiho, Masahiro Oba, Satoshi Takahashi, Zhong-Qiang Chen, Li Tian, Jing Chen, Jinnan Tong
  • 学会等名: O53, the IGCP 630 annual meeting, Tohoku Univ., Sendai, Japan (oral)
  • 国際学会
• [学会発表] Methylated naphthalenes as molecular indicators to evaluate the source organic matter and source rock lithology of degraded oils (2017)
  • 著者名/発表者名: Kenta Asahina, Noriyuki Suzuki
  • 学会等名: The Society for Organic Petrology, Calgary, Canada.
  • 国際学会
• [学会発表] Three episodes of black claystone deposition in the pelagic Panthalassa during the Early Triassic (2017)
  • 著者名/発表者名: Shun Muto, Satoshi Takahashi, Satoshi Yamakita
  • 学会等名: O01-03, InterRad XV in Niigata 2017, Niigata Univ., Niigata, Japan, 23 Oct 2017. (oral)
  • 国際学会
• [学会発表] Biosiliceous facies and flux change of the Early Triassic bedded chert from Arrow Rocks, New Zealand (2017)
  • 著者名/発表者名: Yoshiaki Aita, Natsuko Kikuchi, Kenta Kusaba, Takumi Maruyama, Satoshi Yamakita, Atsushi Takemura, Rie S. Hori, Satoshi Takahashi, Megumi Saito, Yoshimi Kubota, K. Bernhard Sporli, Hamish J. Campbell
  • 学会等名: O08-03, InterRad XV in Niigata 2017, Niigata Univ., Niigata, Japan, 26 Oct 2017. (oral)
  • 国際学会
• [学会発表] Early Triassic conodont provincialism and its implication for the paleoceanography of Tethys and Panthalassa (2017)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Yamakita, Atsushi Takemura, Yoshiaki Aita, Rie S. Hori, Satoshi Takahashi, Jack A. Grant-Mackie, K. Bernhard Sporli, Hamish J. Campbell
  • 学会等名: O10－04, InterRad XV in Niigata 2017, Niigata Univ., Niigata, Japan, 26 Oct 2017. (oral)
  • 国際学会
• [学会発表] Conodont biostratigraphy of Lower Triassic pelagic deep-sea sedimentary rocks in Japan (2017)
  • 著者名/発表者名: Shun Muto, Satoshi Takahashi, Satoshi Yamakita
  • 学会等名: P15-06, InterRad XV in Niigata 2017, Niigata Univ., Niigata, Japan, 23 Oct 2017. (poster)
  • 国際学会
• [学会発表] Possibility of bio-essential element depleted ocean at the end-Permian mass extinction (2017)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Takahashi, Shin-ichi Yamasaki, Noriyoshi Tsuchiya, Yasumasa Ogawa, Kazuhiko Kimura, Kunio Kaiho, Takeyoshi Yoshida
  • 学会等名: P15-11, InterRad XV in Niigata 2017, Niigata Univ., Niigata, Japan, 23 Oct 2017. (poster)
  • 国際学会
• [学会発表] Natural assemblage of earliest Triassic conodont from deep sea black claystone (2017)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Takahashi, Satoshi Yamakita, Noritoshi Suzuki
  • 学会等名: P15-12, InterRad XV in Niigata 2017, Niigata Univ., Niigata, Japan, 23 Oct 2017. (poster)
  • 国際学会