最先端の惑星物質分析システムが紐解く新しい太陽系史

2019 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 18K18795
• 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: 伊藤 元雄 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 超先鋭研究開発部門(高知コア研究所), グループリーダー代理 (40606109)
• 研究分担者: 富岡 尚敬 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 超先鋭研究開発部門(高知コア研究所), 主任技術研究員 (30335418) ; 上椙 真之 公益財団法人高輝度光科学研究センター, 分光・イメージング推進室, 主幹研究員 (20426521) ; 癸生川 陽子 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 准教授 (70725374)
• 研究期間 (年度): 2018-06-29 – 2020-03-31
• キーワード: 大気非暴露機構 / NanoSIMS / 小惑星リュウグウ

研究実績の概要

本研究は、惑星探査によりもたらされた地球外物質に含まれる地球外有機物と含水鉱物がもつ「太陽系が形成された46億年前の情報」を得ることで、太陽系形成史において解明されていない（１）有機物の起源と進化、（２）含水鉱物がもつ太陽系初期の水と地球の水との関連性、そして（３）有機物と共存する鉱物間の関連性の全体像を探求する。その実現のために、地球惑星化学の分野において世界に類を見ない「大気非曝露ナノ領域試料加工・分析システム」の構築を行った。極微小量の試料を大気非曝露環境下での分析機器間の相互試料搬送とナノ領域における試料加工・分析を統合した全く新しいシステムである。
研究期間内に（１）NanoSIMS、TEM、FIBや放射光を利用したSTXMとCTなど分析機器を問わない汎用性の高いサンプルホルダーとそのサンプルホルダーを安全に輸送するための容器などの開発、（２）手法として、分析順序の検討、蒸着を含めたサンプル準備、機器ごとに与える試料への影響の評価、分析における解析データの統一性などの検討を行うことで多機関横断型ナノ領域試料加工・分析システムの高度化を進めた、（３）炭素質隕石を「はやぶさ２」模擬試料として用いた多機関横断型ナノ領域試料加工・分析システムの高度化を実施した。そして（４）大気非暴露でのサンプル輸送と分析を行うためのNanoSIMS用搬入機構の検討と設計、そしてグローブボックスの導入を行った。構築した分析システムを用い2021年から開始される予定の「はやぶさ２」探査機が持ち帰る小惑星リュウグウからの地球外有機物と含水鉱物の分析技術と機器を整える事につなげた。

研究成果

• [雑誌論文] Development of a sample holder for synchrotron radiation-based computed tomography and diffraction analysis of extraterrestrial materials (2020)
  • 著者名/発表者名: Uesugi Masayuki、Hirahara Kaori、Uesugi Kentaro、Takeuchi Akihisa、Karouji Yuzuru、Shirai Naoki、Ito Motoo、Tomioka Naotaka、Ohigashi Takuji、Yamaguchi Akira、Imae Naoya、Yada Toru、Abe Masanao
  • 雑誌名: Review of Scientific Instruments 巻: 91 ページ: 035107～035107
  • DOI: 10.1063/1.5122672
• [雑誌論文] Temporal evolution of proto-Izu?Bonin?Mariana arc volcanism over 10?Ma: Constraints from statistical analysis of melt inclusion compositions (2020)
  • 著者名/発表者名: Hamada Morihisa、Iwamori Hikaru、Brandl Philipp A、Ushikubo Takayuki、Shimizu Kenji、Ito Motoo、Li He、Savov Ivan P
  • 雑誌名: Journal of Petrology 巻: x ページ: egaa022
  • DOI: 10.1093/petrology/egaa022
• [雑誌論文] Isolation of an archaeon at the prokaryote?eukaryote interface (2020)
  • 著者名/発表者名: Imachi Hiroyuki、Nobu Masaru K.、Nakahara Nozomi、Morono Yuki、Ogawara Miyuki、Takaki Yoshihiro、Takano Yoshinori、Uematsu Katsuyuki、Ikuta Tetsuro、Ito Motoo、Matsui Yohei、Miyazaki Masayuki、Murata Kazuyoshi、Saito Yumi、Sakai Sanae、Song Chihong、Tasumi Eiji、Yamanaka Yuko、 et al
  • 雑誌名: Nature 巻: 577 ページ: 519～525
  • DOI: 10.1038/s41586-019-1916-6
• [雑誌論文] Primordial organic matter in the xenolithic clast in the Zag H chondrite: Possible relation to D/P asteroids (2020)
  • 著者名/発表者名: Kebukawa Yoko、Zolensky Michael E.、Ito Motoo、Ogawa Nanako O.、Takano Yoshinori、Ohkouchi Naohiko、Nakato Aiko、Suga Hiroki、Takeichi Yasuo、Takahashi Yoshio、Kobayashi Kensei
  • 雑誌名: Geochimica et Cosmochimica Acta 巻: 271 ページ: 61～77
  • DOI: 10.1016/j.gca.2019.12.012
• [雑誌論文] Discovery of fossil asteroidal ice in primitive meteorite Acfer 094 (2019)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto Megumi、Tsuchiyama Akira、Nakato Aiko、Matsuno Junya、Miyake Akira、Kataoka Akimasa、Ito Motoo、Tomioka Naotaka、Kodama Yu、Uesugi Kentaro、Takeuchi Akihisa、Nakano Tsukasa、Vaccaro Epifanio
  • 雑誌名: Science Advances 巻: 5 ページ: eaax5078
  • DOI: 10.1126/sciadv.aax5078
• [雑誌論文] Identifying volatile mantle trend with the water?fluorine?cerium systematics of basaltic glass (2019)
  • 著者名/発表者名: Shimizu Kenji、Ito Motoo、Chang Qing、Miyazaki Takashi、Ueki Kenta、Toyama Chiaki、Senda Ryoko、Vaglarov Bogdan S.、Ishikawa Tsuyoshi、Kimura Jun-Ichi
  • 雑誌名: Chemical Geology 巻: 522 ページ: 283～294
  • DOI: 10.1016/j.chemgeo.2019.06.014
• [学会発表] ORGANIC MATTER IN THE AGUAS ZARCAS (CM2) METEORITE: HIGH ABUNDANCE OF ALIPHATIC CARBON IN METAL-RICH LITHOLOGY (2020)
  • 著者名/発表者名: Kebukawa Y., Zolensly M.E., Mathurin J., Dartois E., Engrand C., Duprat J., Deniset-Besseau A., Dazzi A., Fries M., Ohigashi T., Wakabayashi D., Yamashita S., Takeichi Y., TakahashiY., Kondo M., Ito M., Kodama Y., Rahman Z., and Kobayashi K.
  • 学会等名: 51th Lunar and Planetary Science Conference
  • 国際学会
• [学会発表] EFFECTS OF MINERALS ON ORGANIC MATTER EVOLUTION IN HYDRATED CARBONACEOUS CHONDRITE PARENT BODIES BASED ON STXM AND TEM ANALYSES. (2020)
  • 著者名/発表者名: Kiryu K., Kebukawa Y., Furukawa Y., Takahashi Y., Takeichi Y., Wakabayashi D., Yamashita S., Ohigashi T., Ito M., Kodama Y., and Kobayashi K.
  • 学会等名: 51th Lunar and Planetary Science Conference
  • 国際学会
• [学会発表] THREE DIMENSIONAL MICROSTRUCTURE AND MINERALOGY OF A COSMIC SYMPLECTITE IN THE ACFER 094 CARBONACEOUS CHONDRITE. (2020)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto M., Tsuchiyama A., Miyake A., Ito M., Tomioka N., Kodama Y., Uesugi K., Takeuchi A., Nakano T., Matsuno J., Nakato A., and Vaccaro E.
  • 学会等名: 51th Lunar and Planetary Science Conference
  • 国際学会
• [学会発表] OKEANOS: Jupiter Trojan Asteroid Mission Using a Solar Power Sail. , ST26-PS17-A019, Singapore, July 28-Aug. 2. (2019)
  • 著者名/発表者名: Okada T., Iwata T., Mori O., Kebukawa Y., Ito M., Aoki J., Kawai Y., Yokota S., Matsuura S., Tsumura K., Yonetoku D., Mihara T., Yano H., Hirai T., Matsuoka A., Kumamoto A., Yoshikawa M., Matsumoto J., Chujo T. et al
  • 学会等名: Asia Oceania Geosciences Society 16th Annual Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] Solar Power Sail-craft OKEANOS for Outer Solar System Exploration. (2019)
  • 著者名/発表者名: Mori O., Matsushita M., Chujo T., Kato H., Okada T., Iwata T., Kawaguchi J., Saiki T., Nishiyama K., Okuizumi N., Satou Y., Matsumoto J., Kebukawa Y., Ito M., Aoki J., Takao Y., Kubo Y., and Sugihara A.K.
  • 学会等名: 5th International Symposium on Solar Sailing
  • 国際学会
• [学会発表] THE RYUGU GRAIN ANALYSIS: APPROACH BY THE PHASE 2 CURATION “TEAM KOCHI”. (2019)
  • 著者名/発表者名: Ito M., Tomioka N., Uesugi M., Uesugi K., Ohigashi T., Yamaguchi A., Imae N., Karouji Y., Shirai N., Yada T., and Abe M.
  • 学会等名: 82nd Annual Meeting of The Meteoritical Society
  • 国際学会
• [学会発表] RYUSEITO: THE JAPANESE SWORDS MADE FROM SHIRAHAGI IRON METEORITE. (2019)
  • 著者名/発表者名: Komatsu M., Yamaguchi A., Ito M., Yoneda S., Saito T., Ohgane T., Hayashi T., Sakamoto M., Mikouchi T., and Kimura M.
  • 学会等名: 82nd Annual Meeting of The Meteoritical Society
  • 国際学会
• [学会発表] PREPARATION FOR THE ANALYSIS OF HAYABUSA2 RETURNED SAMPLES. (2019)
  • 著者名/発表者名: Uesugi M., Uesugi K., Ito M., Tomioka N., Ohigashi T., Yamaguchi A., Imae N., Karouji Y., Shirai N., Yada T., Abe M., Hirahara K., Kodama Y., and Sakurai I.
  • 学会等名: 82nd Annual Meeting of The Meteoritical Society
  • 国際学会
• [学会発表] ULTRA POROUS LITHOLOGY, A FOSSIL ASTEROIDAL ICE, IN CARBONACEOUS CHONDRITE ACFER 094 : IMPLICATIONS FOR PARENT BODY FORMATION BY ICY DUST AGGLOMERATION. (2019)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto M., Tsuchiyama A., Nakato A., Matsuno J., Miyake A., Kataoka A., Ito M., Tomioka N., Kodama Y., Uesugi K., Takeuchi A., Nakano T., and Vaccaro E.
  • 学会等名: 82nd Annual Meeting of The Meteoritical Society
  • 国際学会
• [学会発表] SPACE EXPOSURE EXPERIMENTS OF CARBONACEOUS CHONDRITES, CHONDRITIC ORGANIC MATTER AND ITS ANALOGUES IN TANPOPO2, ASTROBIOLOGY SPACE MISSION ON ISS. (2019)
  • 著者名/発表者名: Kebukawa Y., Koga M., Sakon I., Endo I., Kobayashi K., Matsuoka M., Ito M., Zolensky M.E., Alexander C.M.O’D., Mita H., and Yano H.
  • 学会等名: 82nd Annual Meeting of The Meteoritical Society
  • 国際学会
• [学会発表] Proximity Operation on a Trojan Asteroid and Lander System of OKEANOS. (2019)
  • 著者名/発表者名: Chujo T., Mori O., Matsumoto J., Okada T., Matsushita M., Kebukawa Y., Ito M., Aoki J., Kawai Y., Kubo Y., Sakamoto K., and Kikuchi S.
  • 学会等名: 32nd International Symposium on Space Technology and Science
  • 国際学会
• [学会発表] Jupiter Trojan Asteroid Science and Instrumentation for the OKEANOS Mission. (2019)
  • 著者名/発表者名: Okada T., Iwata T., Kebukawa Y., Ito M., Aoki J., Kawai Y., Yokota S., Terada K., Toyoda M., Yurimoto H., Yano H., Hirai T., Matsuoka A., Nomura R., Matsuura S., Tsumura K., Yonetoku D., Mihara T., Yoshikawa M., Matsumoto J., Chujo T. et al.
  • 学会等名: 32nd International Symposium on Space Technology and Science
  • 国際学会
• [学会発表] In-situ Measurements of Light Isotopes and Organic Molecules with High Resolution Mass Spectrometer MULTUM on the OKEANOS Mission. (2019)
  • 著者名/発表者名: Ito M., Okada T., Kebukawa Y., Aoki J., Kawai Y., Matsumoto J., Chujo T., Nakamura R., Yano H., Yokota S., Toyoda M., Yurimoto H., Watanabe M., Ikeda R., Kubo Y., Grand N., Cottin H., Buch A., Szopa C., and Mori O.
  • 学会等名: 32nd International Symposium on Space Technology and Science
  • 国際学会
• [学会発表] Investigation of the Solar System Disk Structure During the Cruising Phase of OKEANOS. (2019)
  • 著者名/発表者名: Iwata T., Okada T., Matsuura S., Tsumura K., Yano H., Hirai T., Matsuoka A., Nomura R., Yonetoku D., Mihara T., Kebukawa Y., Ito M., Yoshikawa M., Matsumoto J., Chujo T., and Mori O.
  • 学会等名: 32nd International Symposium on Space Technology and Science
  • 国際学会
• [学会発表] Outer Solar System Exploration by Solar Power Sail-craft OKEANOS. (2019)
  • 著者名/発表者名: Mori O., Chujo T., Matsushita M., Kato H., Saiki T., Matsumoto J., Kawaguchi J., Okada T., Iwata T., Nishiyama K., Okuizumi N., Satou Y., Kikuchi S., Kebukawa Y., Ito M., Takao Y., Kubo Y., Sakamoto K., Ohashi K., and Sugihara A.K.
  • 学会等名: 32nd International Symposium on Space Technology and Science
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] In-depth analysis of the single grain from the C-type asteroid Ryugu utilizing linkage microanalytical instruments planed by Phase 2 curation “Team Kochi”. (2019)
  • 著者名/発表者名: Ito M., Tomioka N., Uesugi M., Uesugi K., Ohigashi T., Yamaguchi A., Imae N., Shirai N., Karouji Y., Kodama Y., Yuzawa H., Yada T. and Abe M.
  • 学会等名: 第10回極域科学シンポジウム
• [学会発表] 小惑星リュウグウ試料分析に向けた多機関横断型リンゲージ分析法の開発. (2019)
  • 著者名/発表者名: 伊藤元雄, 富岡尚敬, 上椙真之, 上杉健太郎, 大東琢治, 山口亮, 今榮直也, 白井直樹, 唐牛譲, 兒玉優, 湯澤勇人, 矢田達, 安部正真.
  • 学会等名: UVSOR SYMPOSIUM 2019
• [学会発表] Acfer094隕石中の宇宙シンプレクタイトのTEM観察. (2019)
  • 著者名/発表者名: 松本恵, 土`山明, 三宅亮, 富岡尚敬, 伊藤元雄, 兒玉優, 松野淳也, 安武正展, 中藤亜衣子, 上杉健太朗, 竹内晃久, 中野司, バッカロ エピファニオ.
  • 学会等名: 日本鉱物科学会2019年会
• [学会発表] 造礁サンゴ骨格の構成要素ごとの微細組織観察. (2019)
  • 著者名/発表者名: 甕聡子, 波利井佐紀, 兒玉優, 富岡尚敬, 伊藤元雄.
  • 学会等名: 日本鉱物科学会2019年会
• [学会発表] STXMおよびTEMを用いた顕微分析から迫る炭素質コンドライト母天体での有機物－鉱物共進化. (2019)
  • 著者名/発表者名: 桐生健斗, 癸生川陽子, 高橋嘉夫, 武市泰男, 若林大佑, 大東琢治, 近藤正志, 伊藤元雄, 兒玉 優, 小林憲正.
  • 学会等名: 2019年度日本地球化学会年会
• [学会発表] 炭酸塩化された海洋地殻リサイクルの証拠；HIMU玄武岩のメルト包有物より. (2019)
  • 著者名/発表者名: 羽生毅, 木村純一, 常青, 浜田盛久, 清水健二, 牛久保孝行, 伊藤元雄, 石川剛志, 岩森光.
  • 学会等名: 2019年度日本地球化学会年会
• [学会発表] 硫黄の化学種別サブミクロンイメージングとその同位体二次元分布の関連性：地球外有機物への応用. (2019)
  • 著者名/発表者名: 伊藤元雄, 菅大暉, 兒玉優, 大東琢治, 中田亮一, 奈良岡浩.
  • 学会等名: 2019年度日本地球化学会年会
• [学会発表] Aguas Zarcas (CM2)隕石の有機物分析：Typical CM2 or not? (2019)
  • 著者名/発表者名: 癸生川陽子, Zolensky M.E., 大東琢治, 近藤正志, 伊藤元雄, 兒玉優, 小林憲正.
  • 学会等名: 日本惑星化学会2019年秋季講演会
• [学会発表] Skeleton microstructures of aposymbiotic scleractinian coral cultured in seawater with various Mg/Ca ratios. (2019)
  • 著者名/発表者名: 甕聡子, 富岡尚敬, 川野潤, 波利井佐紀, 永井隆哉, 渡邊剛, 兒玉優, 伊藤元雄.
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2019年大会
• [学会発表] Secular evolution of proto-Izu-Bonin-Mariana arc volcanism: Constraints from statistical analysis of melt inclusion compositions. (2019)
  • 著者名/発表者名: 浜田盛久, 岩森光, Brandl Philipp, 牛久保孝行, 清水健二, 伊藤元雄, 李賀, Ivan P.S.
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2019年大会
• [学会発表] 中国イオン吸着型鉱床における希土類元素についての微視的研究. (2019)
  • 著者名/発表者名: 向井広樹, 昆慶明, 実松健造, 高橋嘉夫, 伊藤元雄.
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2019年大会
• [学会発表] STXMによるALH77307中の有機物分析. (2019)
  • 著者名/発表者名: 菅大暉, 伊藤元雄, 癸生川陽子, Marcus Matthew, 大東琢治, 高橋嘉夫.
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2019年大会
• [学会発表] Coordinated sample preparation with cryo-FIB-SEM and X-ray CT: Applications to chemical analysis for fluid inclusions in minerals. (2019)
  • 著者名/発表者名: 兒玉優, 富岡尚敬, 川本竜彦, 黒田潤一郎, 村山雅史, 伊藤元雄.
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2019年大会
• [学会発表] Did life emerge in a deep-sea metal sulfide chimney? New insights from an archaeal genome and a nanoscale microbe-silicate assemblage. (2019)
  • 著者名/発表者名: 高宮日南子, 向井広樹, 幸塚麻里子, 加藤真悟, 伊藤元雄, 鈴木庸平.
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2019年大会
• [学会発表] Acfer 094隕石中の宇宙シンプレクタイトの3次元微細組織観察 (2019)
  • 著者名/発表者名: 松本恵, 土`山明, 松野淳也, 中藤亜衣子, 三宅亮, 伊藤元雄, 富岡尚敬, 兒玉優, 上杉健太郎, 竹内晃久, 中野司, バッカロ エピファニオ.
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2019年大会
• [学会発表] Estimation of the origin of Pitcairn Island OIB by Independent Component Analysis. (2019)
  • 著者名/発表者名: 小澤恭弘, 岩森光, 羽生毅, 浜田盛久, 清水健二, 牛久保孝之, 木村純一, 常青, 中村仁美, 伊藤元雄.
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2019年大会
• [学会発表] Analysis of the grain from the asteroid Ryugu proposed by the Phase 2 curation “Team KOCHI”. (2019)
  • 著者名/発表者名: 伊藤元雄, 富岡尚敬, 上椙真之, 上杉健太朗, 大東琢治, 山口亮, 今栄直也, 唐牛譲, 白井直樹, 矢田達, 安部正真.
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2019年大会
• [学会発表] Organic matter in carbonaceous chondrite lithologies of Almahata Sitta meteorite, a polymict ureilite. (2019)
  • 著者名/発表者名: 癸生川陽子, Zolensky M.E., Goodrich C.A., 伊藤元雄, 小川奈々子, 高野淑識, 大河内直彦, 菅大暉, Marcus M., Kilcoyne A.D, 大東琢治, Rahman Z., Shaddad M., 小林憲正.
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2019年大会
• [学会発表] Origin of Jupiter Trojan asteroids: To be explored by OKEANOS (2019)
  • 著者名/発表者名: 癸生川陽子, 岡田達明, 伊藤元雄, 青木順, 河井洋輔, 松本純, Grand N., Buch A., 豊田岐聡, Cottin H., 圦本尚義, 矢野創, 岩田隆浩, 森治.
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2019年大会
• [学会発表] OKEANOS：ソーラー電力セイルによる木星トロヤ群小惑星の探査とさらなる遠方への挑戦. (2019)
  • 著者名/発表者名: 岡田達明, 岩田隆浩, 癸生川陽子, 伊藤元雄, 青木順, 河井洋輔, 横田勝一郎, 斎藤義文, 寺田健太郎, 豊田岐聡, 薮田ひかる, 圦本尚義ほか
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2019年大会
• [学会発表] UVSOR BL4Uにおける施設間大気非暴露試料搬送システムの構築 (2019)
  • 著者名/発表者名: 大東琢治, 湯沢勇人, 上椙真之, 伊藤元雄, 富岡尚敬
  • 学会等名: 第32回日本放射線光学会年会放射光化学合同シンポジウム