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2007 年度 実績報告書

微惑星・隕石の初期海洋衝突による生体有機分子生成の可能性

研究課題

研究課題/領域番号 18204049
研究機関東北大学

研究代表者

掛川 武  東北大学, 大学院・理学研究科, 准教授 (60250669)

研究分担者 長瀬 敏郎  東北大学, 学術資源研究公開センター, 准教授 (10237521)
中沢 弘基  (独)物質・材料研究機構, 物質研究所, フェロー (80333780)
関根 利守  (独)物質・材料研究機構, 物質研究所, 主席研究員 (70343829)
キーワード衝撃波 / インパクトプルーム / 煙微粒子 / アミノ酸 / アミノ酸重合 / 初期海洋 / LC-MS
研究概要

本研究課題では、微惑星・隕石の初期海洋衝突イベントを再現する実験を行い、各種鉱物を用いてアミノ酸・核酸などの生体有機分子が生成され、それが重合し生命起源に結びついた可能性を実証することを主目的にしている。この目的を果たすために(A)衝撃波実験による衝撃シミュレーション、(B)ポスト・インパクトプルームを想定したガス・固相反応実験、(C)海洋に濃集した生体有機分子(特にアミノ酸)の重合実験を行った。(A)では、昨年度成功した煙微粒子生成の成果がEPSLに出版された。それに加え生成困難とされる蛇紋石が隕石-海洋衝突時に簡単に生成されることを実証した。インパクトプルーム内部や初期海洋に、こうした粘土鉱物が氾濫していたことを示す実験であった。また宇宙空間から初期地球へ水を運搬する役割を蛇紋石が果たしたとする仮説を実証したことにもなる。その成果は国際学会で公表されたと同時に国際雑誌EPSLに投稿された。(B)の実験では、本研究課題で購入されたLC-MSを用いてアミノ酸が生成されることを世界で初めて実証した。その成果はNature誌に投稿中である。(C)の成果(特にグリシンに関して)の一部はOrigin of Life and Evolution of Biosphereに出版された。それに加え、ヴァリンやアスパラギン酸に関しても同様の実験を行い、本研究で想定している環境がアミノ酸重合に適し、ヴァリンでは3量体、アスパラギン酸では4量体まで重合していることを証明した。いずれの成果も世界初の成果である。(649字)

  • 研究成果

    (26件)

すべて 2008 2007

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (19件)

  • [雑誌論文] Origin and Evolution of Life, Endless Ordering of the Earth's Light Elements2008

    • 著者名/発表者名
      Nakazawa, H.
    • 雑誌名

      Proc. Int. Symp., The Origin and Evolution of Natural Diversity 1

      ページ: 13-19

  • [雑誌論文] Formation of ultrafine particles from impact-generated supercritical water2007

    • 著者名/発表者名
      Furukawa Y., Nakazawa H., Seine T. and Kakegawa T.
    • 雑誌名

      Earth Planetary Science Letter 258

      ページ: 543-549

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Pressure effects on the abiotic polymerization of glycine2007

    • 著者名/発表者名
      Ohara S., Kakegawa T. and Nakazawa H.
    • 雑誌名

      Origin of Life and Evolution of Biosphere 37

      ページ: 215-223

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Carbon isotope records of terrestrial organic matter and occurrence of plantonic foraminifera from the Albian stage of Hokkaiido, Japan: Ocean-atmosphere delta C-13 trends and chronostratigraphic implications2007

    • 著者名/発表者名
      Ando A. and Kakegawa T.
    • 雑誌名

      Palaios 22

      ページ: 417-432

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Paleoredox, biotic and sulfur-isotopic chages associated with the end-Permian mass extinction in the western Tethys2007

    • 著者名/発表者名
      Gorjan P., Kaiho K., Kakegawa T., Niitsuma S., Chen Z. Q., Kajiwara Y. and Nicora A.
    • 雑誌名

      Chemical Geology 244

      ページ: 483-492

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Impact-shock behavior of Mg- and Ca-sulfates and their hydrates2007

    • 著者名/発表者名
      Zhang F. P., and Sekine T.
    • 雑誌名

      Geochimica et Cosmochimica Acta 71

      ページ: 4125-4133

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Heating effects of the matrix of experimentally shocked Murchison CM chondrite: Comparison with micrometeorites2007

    • 著者名/発表者名
      Tomioka N., Tomeoka K., Nakamura-Messenger K., and Sekine T.
    • 雑誌名

      Meteoritics and Planetary Science 42

      ページ: 19-30

    • 査読あり
  • [学会発表] カナダ、ワワ地域に産出する27億年前海洋堆積物に記録された堆積環境と微生物活動2007

    • 著者名/発表者名
      古川善博、掛川武、関根利守、中沢弘基
    • 学会等名
      地球惑星関連学会連合大会
    • 発表場所
      高知
    • 年月日
      20070926-28
  • [学会発表] 衝撃によるオリビンと水からのサーペンティン生成実験:初期地球への水運搬媒体生成の可能性2007

    • 著者名/発表者名
      古川善博、掛川武、関根利守、中沢弘基
    • 学会等名
      日本鉱物科会2007年度年会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      20070922-24
  • [学会発表] A negative carbon isotope anomaly in deep-sea Permian/Triassic boundary of the North Kitakami Belt2007

    • 著者名/発表者名
      S. Takahashi, S. Yamakita, N. Suzuki, M. Oba, T. Kakegawa, K. Kaiho, M. Ehiro
    • 学会等名
      E-ASTEC COE Symposiu
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      20070918-21
  • [学会発表] Catalytic potential of silicate, oxide and sulfide minerals for the abiotic polymerization of glycine under high pressure andtemperature conditions2007

    • 著者名/発表者名
      Ohara S, Kakegawa T, Nakazawa H
    • 学会等名
      E-ASTEC COE Symposiu
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      20070918-21
  • [学会発表] Geochemistry and TEM observation of graphite in 3.8 Ga metasedimentary rocks in Isua Supracrustal Belt2007

    • 著者名/発表者名
      Ohtomo Y, Kakegawa T
    • 学会等名
      Goldschmidt Conference
    • 発表場所
      Colon, Germany
    • 年月日
      20070820-24
  • [学会発表] カナダ、スティープロック地域に産する30億年前の堆積岩を用いた有機地球化学的研究2007

    • 著者名/発表者名
      配川正隆, 掛川武, 大庭雅寛
    • 学会等名
      有機地球化学会
    • 発表場所
      金沢
    • 年月日
      20070726-27
  • [学会発表] スペイン北部アローブスのセノマニアン期/チューロニアン期境界堆積岩の有機地球化学的研究2007

    • 著者名/発表者名
      大庭雅寛・岡部高志・古川善博・海保邦夫・掛川武・Marcos A. Lamolds
    • 学会等名
      有機地球化学会
    • 発表場所
      金沢
    • 年月日
      20070726-27
  • [学会発表] 30億年前の海底熱水活動の影響を受けた含ストロマトライト炭酸塩岩2007

    • 著者名/発表者名
      掛川武
    • 学会等名
      地球惑星関連学会連合大会
    • 発表場所
      千葉、幕張メッセ
    • 年月日
      20070519-24
  • [学会発表] グリシンのペプチド化に及ぼす圧力の影響2007

    • 著者名/発表者名
      大原祥平, 掛川武, 中沢弘基
    • 学会等名
      地球惑星関連学会連合大会
    • 発表場所
      千葉、幕張メッセ
    • 年月日
      20070519-24
  • [学会発表] カナダ・オンタリオ州・ガンフリント層の堆積岩に記録された初期原生代海洋の酸化還元境界とそれに対応した微生物活動2007

    • 著者名/発表者名
      石田章純, 掛川武
    • 学会等名
      地球惑星関連学会連合大会
    • 発表場所
      千葉、幕張メッセ
    • 年月日
      20070519-24
  • [学会発表] 黒鉱形成後の海底熱水活動によるケロジェンの熱変質-M2泥岩の続成作用の特異性-2007

    • 著者名/発表者名
      深沢翠, 掛川武
    • 学会等名
      地球惑星関連学会連合大会
    • 発表場所
      千葉、幕張メッセ
    • 年月日
      20070519-24
  • [学会発表] Manganese and ferrous iron oxide inclusions in storomatolites from the 3.0 Ga Steep Rock Group Ontario, Canada2007

    • 著者名/発表者名
      配川正隆, 掛川武
    • 学会等名
      地球感星関連学会連合大会
    • 発表場所
      千葉、幕張メッセ
    • 年月日
      20070519-24
  • [学会発表] カナダ、ワワ地域に産出する27億年前海洋堆積物に記録された堆積環境と微生物活動2007

    • 著者名/発表者名
      齋藤雅広, 掛川武
    • 学会等名
      地球感星関連学会連合大会
    • 発表場所
      千葉、幕張メッセ
    • 年月日
      20070519-24
  • [学会発表] 初期地球地殻内条件下でのバリンの高温高圧実験2007

    • 著者名/発表者名
      石黒崇人, 掛川武
    • 学会等名
      地球感星関連学会連合大会
    • 発表場所
      千葉、幕張メッセ
    • 年月日
      20070519-24
  • [学会発表] 南部マリアナトラフにおける熱水性沈殿物の微生物相の解析2007

    • 著者名/発表者名
      加藤真悟, 小林智織, 掛川武, 佐藤誠悟, 益田晴恵, 浦辺徹郎, 横堀伸一, 山岸明彦
    • 学会等名
      地球感星関連学会連合大会
    • 発表場所
      千葉、幕張メッセ
    • 年月日
      20070519-24
  • [学会発表] Scaling past geological events: implications to origin and evolution of life2007

    • 著者名/発表者名
      Kakegawa T.
    • 学会等名
      E-ASTEC COE Symposium
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      20070519-24
  • [学会発表] Chemical Evolution on the early Earth: New Perspective2007

    • 著者名/発表者名
      Kakegawa T.
    • 学会等名
      E-ASTEC COE Symposium
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      20070519-24
  • [学会発表] Impact-generated ultrafine particles of olivine and serpentine suggesting a source of aerosols in the air of the early Earth2007

    • 著者名/発表者名
      Furukawa Y, Kakegawa T, Sekine T, Nakazawa H.
    • 学会等名
      Goldschmidt Conference
    • 発表場所
      Colon, Germany
    • 年月日
      2007-08-16
  • [学会発表] Catalytic potential of silicate, oxide and sulfide minerals for the abiotic polymerization of glycine under high pressure and temperature conditions2007

    • 著者名/発表者名
      Ohara S, Kakegawa T, Nakazawa H
    • 学会等名
      Goldschmidt Conference
    • 発表場所
      Colon, Germany
    • 年月日
      2007-08-16

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公開日: 2010-02-04   更新日: 2016-04-21  

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