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2021 年度 実績報告書

太陽系最古の生命の痕跡を探す

研究課題

研究課題/領域番号 20K20937
研究機関高知大学

研究代表者

佐野 有司  高知大学, 海洋コア総合研究センター, 特任教授 (50162524)

研究分担者 伊規須 素子  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(超先鋭研究プログラム), 特別研究員(RPD) (00518285)
鹿児島 渉悟  富山大学, 学術研究部理学系, 特命助教 (70772284)
高畑 直人  東京大学, 大気海洋研究所, 助教 (90345059)
研究期間 (年度) 2020-07-30 – 2022-03-31
キーワード初期生命 / 炭素同位体 / ラブラドール堆積岩 / 火星隕石
研究実績の概要

生命がいつ、どこで誕生したのかという疑問は自然科学のもっとも本質的な問題である。この問題に実証的解答を与えるには、地質記録から生命の痕跡を探すことが最も直接的な手段となる。本研究の目的は、約40億年前に形成されたカナダ・ラブラドール堆積岩と火星隕石ALH84001に着目し、太陽系最古の生命の痕跡を探すことである。そのためには生物の痕跡となる還元的炭素であるグラファイトを探し、その炭素同位体比を分析して生物起源であることを確かめる必要がある。顕微ラマン分光分析法と二次元高分解能二次イオン質量分析計NanoSIMSを用いることで、生物の痕跡を発見することを試みた。
まず顕微ラマン分光分析法を用い、1 μm 以下のスポット径で微小領域の炭素の状態分析および平面方向の空間分布分析を行った。その結果、堆積岩中にNanoSIMS分析に十分なサイズの還元的な炭素を複数発見した。その後、NanoSIMSを用いて、ラブラドール試料のグラファイトの炭素同位体分析を進めた。グラファイトの大きさや形状は単一ではないため分析法の改良を重ねる必要があったが、数μmサイズのグラファイトでも炭素同位体比が精度よく分析できるようになった。分析した炭素同位体比の値から個々のグラファイトは生物の痕跡と考えられ、さらに従来の安定同位体用質量分析装置を用いて測定した全岩の還元的炭素の炭素同位体比とも調和的な結果を得た。このことから地球上では39.5億年より前に炭酸固定を行う生物活動があったとする我々の既往研究を支持する結果が得られた。また火星隕石についても同様の分析を進め、ラブラドール堆積岩と調和的な結果を得た。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 2件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] NanoSIMS Analysis of Rare Earth Elements in Silicate Glass and Zircon: Implications for Partition Coefficients2022

    • 著者名/発表者名
      Shi Lanlan、Sano Yuji、Takahata Naoto、Koike Mizuho、Morita Takuya、Koyama Yuta、Kagoshima Takanori、Li Yuan、Xu Sheng、Liu Congqiang
    • 雑誌名

      Frontiers in Chemistry

      巻: 10 ページ: 844953

    • DOI

      10.3389/fchem.2022.844953

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Buchan type metamorphism in the Pingtan-Dongshan metamorphic belt, SE China: Evidence from combined EMP monazite and U-Pb zircon ages of mica schists2021

    • 著者名/発表者名
      Lin Jian-Wei、Lee Chi-Yu、Chen Cheng-Hong、Kato Takenori、Sano Yuji、Naoto Takahata
    • 雑誌名

      Journal of Asian Earth Sciences

      巻: 218 ページ: 104891~104891

    • DOI

      10.1016/j.jseaes.2021.104891

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Sulfur assimilation in corals with aposymbiotic and symbiotic zooxanthellae2021

    • 著者名/発表者名
      Higuchi Tomihiko、Tanaka Kentaro、Shirai Kotaro、Yuyama Ikuko、Mezaki Takuma、Takahata Naoto、Sano Yuji
    • 雑誌名

      Environmental Microbiology Reports

      巻: 13 ページ: 98~103

    • DOI

      10.1111/1758-2229.12908

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] カナダ・ラブラドル地域から産出した初期太古代堆積岩中のグラファイトの安定炭素同位体比分析の予察的結果2021

    • 著者名/発表者名
      伊規須素子, 田中健太郎, 高畑直人, 小宮剛, 佐野有司, 高井研
    • 学会等名
      日本地質学会第128年学術大会
  • [学会発表] ガンフリント微化石の微量元素ナノスケール分析による初期原生代生命圏元素循環の推定2021

    • 著者名/発表者名
      石田章純, 笹木晃平, 掛川武, 高畑直人, 佐野有司
    • 学会等名
      JpGU 2021

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公開日: 2022-12-28  

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