| 研究課題/領域番号 |
19J01822
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| 研究機関 | 国立研究開発法人海洋研究開発機構 |
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研究代表者 |
日比谷 由紀 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海洋機能利用部門(海底資源センター), 特別研究員(PD)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-25 – 2022-03-31
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| キーワード | 深部マントル / 巨大火成岩岩石区 / 海洋島玄武岩 / 同位体異常 / 核マントル相互作用 |
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| 研究実績の概要 |
本研究は、地球深部由来の火成岩に、隕石を対象とした高精度安定同位体分析を適用するという、世界初の試みであり、近年見つかっている上部マントルとは異なる化学的特徴を示す深部マントル物質の起源を特定することを目指すものである。令和元年度には、海洋研究開発機構のクリーンルームにおいて測定対象元素Cr, Tiの同一試料からの化学分離を、標準岩石試料(JB-1b)を用いて行い、化学分離作業の立ち上げを行なった。また、多重検出誘導プラズマ質量分析計(MC-ICP-MS)における溶液標準試料(NIST3162a)のTi安定同位体比測定を実施した結果、惑星物質に見られるTi安定同位体変動に比べて十分に小さな誤差が得られ、最適化に成功した。確立した手法で、深部マントル由来火成岩であるオントンジャワ海台玄武岩、サモア海洋島玄武岩等の高精度Ti安定同位体分析を行い、地球試料と同一のTi安定同位体組成をもつことを確認した。一方、表面電離型質量分析計(TIMS)については、既に昨年度にCr同位体比測定をルーティン化して行なっていた国立科学博物館のTIMSを使用させていただいた。こちらにおいても、確立した手法で、高精度Cr安定同位体分析を行い、地球上部マントル試料と同一のCr安定同位体組成をもつことを確認した。以上の結果から、W同位体で得られている結果とは異なり、Cr同位体においてはこれら現世の深部マントル玄武岩試料において有意な同位体異常が見られず、核マントル相互作用の影響を顕著に被っていないことが確認できた。
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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
これまでに、本年度の計画通り、海洋研究開発機構における試料の高精度Cr, Ti同位体分析法の確立を行ってきた。そして、確立した手法で、深部マントル由来火成岩であるオントンジャワ海台玄武岩、サモア海洋島玄武岩等の高精度Cr, Ti安定同位体分析を行い、地球試料と同一の安定同位体組成をもつことを確認した。以上の一連の結果については、国際会議（JpGU-AGU Joint Meeting 2020,Goldschmidt conference 2020）で発表予定であり、現在、国際誌に論文を投稿準備中である。以上のことから、これまでの研究実施状況については、当初の計画通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 |
今後は、年代および地域を広げて色々な深部マントル玄武岩試料を探っていく予定である。また、オントンジャワ海台玄武岩試料、サモア海洋島玄武岩試料、インドの洪水玄武岩試料の全岩Cr,Ti安定同位体比測定結果の検証を引き続き行って結果の検証を行っていく。さらに、測定を終えた同一試料について、Nd同位体比測定およびHf同位体比測定を行う。クリーンルームにて試料の酸処理を行い、Nd分離法 およびHf分離法を確立する。その後、測定元素の高精度同位体比分析を行う。高精度Nd 同位体比測定は、表面電離型質量分析計 (TIMS) を使用して行い、Hf同位体比測定は、多重検出誘導結合プラズマ質量分析計(MC-ICP-MS)を使用して行う。得られた結果を組み合わせることにより、地殻の混染の影響を評価する。これらの研究成果は、国際・国内会議で発表し、国際誌に投稿する。
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