太古代前期縞状鉄鉱層形成と光合成微生物進化との関連

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21403009
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 海外学術
• 研究分野: 岩石・鉱物・鉱床学
• 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, 教授 (60250669)
• 研究分担者: 橋爪 光 大阪大学, 大学院・理学研究科, 助教 (90252577) ; 大庭 雅寛 東北大学, 大学院・理学研究科, 助教 (40436077)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: 生体 / 環境鉱物 / 光合成 / 太古代 / 酸素

研究概要

バーバートン地域の縞状鉄鉱層調査により、32億年前に縞状鉄鉱層形成時に海水からクロム酸化物が沈殿する事が分かった。酸素同位体分析の結果、クロム酸化物は酸素発生型の光合成によって酸化的環境が蔓延したためと結論つけた。またランビーレイク地域の縞状鉄鉱層調査では30億年前の海洋環境における酸素発生型光合成微生物と化学合成細菌の生態系の対比に成功し、複数回にわたる地質調査から海底熱水の強弱と微生物活動の関係が具体化された。

研究成果

• [雑誌論文] Impact-induced phyllosilicate formation from olivine and water (2011)
  • 著者名/発表者名: Furukawa Y. Sekine T. Kakegawa T. and Nakazawa H
  • 雑誌名: Geochimica Cosmochimica Acta 巻: vol.75 ページ: 6461-6472
  • 査読あり
• [雑誌論文] Gunflint Formation (2011)
  • 著者名/発表者名: Kakegawa T. and Ishida A
  • 雑誌名: Encyclopedia of Astrobiology ページ: 697-700
  • 査読あり
• [雑誌論文] Extreme oxygen isotope anomaly with a solar origin detected in meteoritic organics (2011)
  • 著者名/発表者名: Hashizume K., Takahata N., Naraoka H. and Sano Y
  • 雑誌名: Nature Geoscience 4 ページ: 165-168
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nitrogen isotopes (2011)
  • 著者名/発表者名: Hashizume K
  • 雑誌名: Encyclopedia of Astrobiology ページ: 1122-1126
  • 査読あり
• [雑誌論文] d13C-dD distribution of lipid biomarkers in a bacterial mat from a hot spring in Miyagi Prefecture (2010)
  • 著者名/発表者名: Naraoka H., Uehara T., Hanada S. and T. Kakegawa
  • 雑誌名: NE Japan
  • DOI: Doi;10,1016/j.orggeochem.2009.11.008
  • 査読あり
• [雑誌論文] Early life record by nitrogen isotopes (2010)
  • 著者名/発表者名: Pinti D. L. and Hashizume K
  • 雑誌名: Earliest Life on Earth : Habitats, Environments and Methods of Detection. ページ: 183-205
  • 査読あり
• [雑誌論文] Abundance of zetaproteobacteria within crustal fluids in back-arc hydrothermal fields of the Southern Mariana Trough (2009)
  • 著者名/発表者名: Kato S., Yanagawa K., Sunamura M., Takano Y., Ishibashi J., Kakegawa T. etal
  • 雑誌名: Environmental Microbiology 巻: Vol.11 ページ: 3210-3222
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spatial distribution, diversity and composition of bacterial communities in sub-seafloor fluids at a deep-sea hydrothermal field of the Suiyo Seamount (2009)
  • 著者名/発表者名: Kato S., Hara K., Kasai H., Teramura T. Sunamura M., Ishibashi J-I., Kakegawa T., Yamanaka T., Kimura H., Marumo K., Urabe T., Yamagishi A
  • 雑誌名: Deep Sea Research Part 1 巻: vol.56 ページ: 1844-1855
  • 査読あり
• [雑誌論文] Microbial communities in iron-silica rich microbial mats at deep-sea hydrothermal fields of the Southern Mariana Trough (2009)
  • 著者名/発表者名: Kato S., Kobayashi C., Kakegawa T., Yamagishi A
  • 雑誌名: Environmental Microbiology 巻: vol.10 vol.11 ページ: 2094-2111
  • 査読あり
• [雑誌論文] Biomolecule formation by oceanic impacts on early Earth (2009)
  • 著者名/発表者名: Furukawa Y., Sekine T., Oba M., Kakegawa T. and Nakazawa H.
  • 雑誌名: Nature geoscience 巻: vol.2 ページ: 62-66
  • 査読あり
• [雑誌論文] 最初の地球の海に降り注ぎ込まれた鉄が生命を生んだ (2009)
  • 著者名/発表者名: 掛川武
  • 雑誌名: 岩波「科学」10月号 ページ: 54-58
• [雑誌論文] 生命の起源:地球惑星科学の新しい問題 (2009)
  • 著者名/発表者名: 掛川武
  • 雑誌名: 日本地球惑星科学連合ニュースレター 巻: vol.5 ページ: 3-6
• [雑誌論文] Isotopic fractionation of nitrogen and carbon in paleoarchean cherts from pilbara craton, western Australia : origin of ^<15> N-depleted nitrogen (2009)
  • 著者名/発表者名: Pinti D. L., Hashizume K., Sugihara A., Massault M. and Philippot P
  • 雑誌名: Geochim. Cosmochim. Acta 巻: 73 ページ: 3819-3848
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stepwise combustion analyses of distinct nitrogen isotopic compositions on Paleoproterozoic organic matter
  • 著者名/発表者名: Ishida A., Hashizume K. and Kakegawa T
  • 雑誌名: Geochemical Journal 巻: vol.46(in press)
  • 査読あり
• [学会発表] 水曜海山海底熱水活動域における有機物窒素同位体と特異的形状を有した硫化鉱物:YK11-06速報 (2012)
  • 著者名/発表者名: 掛川武, 中畑良紹, 長谷川樹, 橋爪光, 花田智, 森浩二
  • 学会等名: ブルーアース2012
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2012-02-23
• [学会発表] 秋田県北鹿地域に産する泥岩(15-10Ma)中の黄鉄鉱の産状から推定される古日本海低層環境変動 (2011)
  • 著者名/発表者名: 遠藤美里, 山田亮一, 大竹翼, 掛川武
  • 学会等名: 地球化学会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2011-09-15
• [学会発表] 南アフリカ・バーバートン地域の32億年前砕屑性及び化学性堆積岩中にみられる磁鉄鉱とクロム鉄鉱の起源 (2011)
  • 著者名/発表者名: 坂本祐樹, 掛川武, 大竹翼
  • 学会等名: 地球化学会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2011-09-15
• [学会発表] 秋田県北鹿地域黒鉱に伴うケロジェン中の炭素・窒素安定同位体組成 (2011)
  • 著者名/発表者名: 中畑良紹, 山田亮一, 掛川武
  • 学会等名: 地球化学会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2011-09-15
• [学会発表] 段階燃焼法によって明らかにされた初期原生代有機物窒素同位体比の2相性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 石田章純、橋爪光、掛川武
  • 学会等名: 2011年度日本地球化学会年会
  • 発表場所: 北海道大学、北海道
  • 年月日: 2011-09-15
• [学会発表] カナダ・Lumby Lake地域における30億年前堆積岩の地質学的地球化学的研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 横田和也、掛川武
  • 学会等名: 地球化学会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2011-09-14
• [学会発表] ペルム紀末の大量絶滅とその回復期の遠洋環境の復元 (2011)
  • 著者名/発表者名: 高橋聡, 海保邦夫, 山北聡, 大庭雅寛, 掛川武, 渡邊隆広, 山崎慎一, 小川泰正, 木村和彦, 土屋範芳, 吉田武義, 坂田将, 鈴木紀毅, 永広昌之
  • 学会等名: 地球化学会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2011-09-14
• [学会発表] New evidence of early life found in > 3. 74Ga meta-sedimentary rocks of Isua Supracrustal Belt (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Kakegawa
  • 学会等名: Greenland. ISSOL and Bioastronomy, Joint International Conference
  • 発表場所: Montpellier, France
  • 年月日: 2011-07-04
• [学会発表] 秋田県西観音堂黒鉱堆積物中に産する球状黄鉄鉱の鉱物学的 (2011)
  • 著者名/発表者名: 長谷川樹, 山田亮一, 大竹翼, 掛川武
  • 学会等名: 地球化学的研究、資源地質学会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-06-24
• [学会発表] 秋田県北鹿地域に産する泥岩(15-10 Ma)中フランボイダル黄鉄鉱の産状と堆積環境変動との関係 (2011)
  • 著者名/発表者名: 遠藤美里, 山田亮一, 大竹翼, 掛川武
  • 発表場所: 千葉、幕張
  • 年月日: 2011-05-24
• [学会発表] 秋田県西観音堂黒鉱堆積物中に産する黄鉄鉱球晶の鉱物学的および地球化学的研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 長谷川樹, 山田亮一, 大竹翼, 掛川武
  • 年月日: 2011-05-24
• [学会発表] Experimental and geological link for prebiotic peptide and ribose formation (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Kakegawa
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: 幕張、千葉
  • 年月日: 2011-05-23
• [学会発表] カナダ・Lumby Lake地域に産する30億年前堆積岩の地質学的・地質学的研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 横田和也, 掛川武
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: 幕張、千葉
  • 年月日: 2011-05-23
• [学会発表] 32億年前に存在した酸化的な海洋表層環境の痕跡 (2011)
  • 著者名/発表者名: 坂本祐樹
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: 幕張、千葉
  • 年月日: 2011-05-23
• [学会発表] 窒素、炭素、硫黄の同位体比から推定されるカナダ・ガンフリント層に記録された19億年前の特異な海洋環境と微生物活動 (2011)
  • 著者名/発表者名: 石田章純、橋爪光、掛川武
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2011年度連合大会
  • 発表場所: 幕張、千葉
  • 年月日: 2011-05-23
• [学会発表] ペルム紀末、遠洋域深海相の硫化物硫黄同位体比変動 (2011)
  • 著者名/発表者名: 高橋聡, 海保邦夫, 渡邊隆広, 掛川武, 大庭雅寛
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: 幕張、千葉
  • 年月日: 2011-05-22
• [学会発表] 34. 27億年前の海底熱水活動と微生物活動との関連:海底熱水場は起源の場か進化の場か? (2010)
  • 著者名/発表者名: 掛川武
  • 学会等名: 生命の起源と進化学会
  • 発表場所: 函館
  • 年月日: 20100315-17
• [学会発表] New evidence of early life recorded in meta-sedimentary rocks of ca. 3.8 Ga Isua Supracrustal Belt (2010)
  • 著者名/発表者名: Kakegawa T
  • 学会等名: Global Network Symposium
  • 発表場所: Akiu, Sendai
  • 年月日: 20100302-04
• [学会発表] Geochemistry of 1.9Ga Gunflint Formation in Canada (2010)
  • 著者名/発表者名: Ishida A., Hashizume K., Oba M. and Kakegawa T
  • 学会等名: Global Network Symposium
  • 発表場所: Akiu, Sendai
  • 年月日: 20100302-04
• [学会発表] 生命起源に関する化学進化の問題点 (2010)
  • 著者名/発表者名: 掛川武
  • 学会等名: 第3回日本アストロバイオロジーネットワーク会議
  • 発表場所: 八王子
  • 年月日: 2010-09-30
• [学会発表] ホウ素はバイオマーカーとなりうるか? (2010)
  • 著者名/発表者名: 掛川武
  • 学会等名: イスアからの報告日本地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: 幕張、千葉
  • 年月日: 2010-05-25
• [学会発表] 生命の起源・進化とディープカーボンサイクルとの関係 (2010)
  • 著者名/発表者名: 掛川武
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: 幕張、千葉
  • 年月日: 2010-05-24
• [学会発表] 隕石の後期中爆撃による有機物の生成 (2010)
  • 著者名/発表者名: 古川善博、大庭雅寛、関根利守、掛川武、中沢弘基
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: 幕張、千葉
  • 年月日: 2010-05-24
• [学会発表] Pressure effects on peptide formation : implication to chemical evolution for origin of life (2010)
  • 著者名/発表者名: Kakegawa T
  • 学会等名: AbSciCon Conference
  • 発表場所: Huston, USA
  • 年月日: 2010-04-26
• [学会発表] カナダ・ガンフリント層に記録された19億年前の特異な微生物活動 (2009)
  • 著者名/発表者名: 石田章純、掛川武
  • 学会等名: 日本アストロバイオロジーネットワーク年会
  • 発表場所: 神奈川
  • 年月日: 20091122-23
• [学会発表] Contrast ecosystem between aerobic and anaerobic becteria recorded in 3.0 Ga sedimentary rocks of the Atikokan-Lumby Lake area (2009)
  • 著者名/発表者名: Kakegawa T., Saito, M
  • 学会等名: Canada. Goldschmidt Conference
  • 発表場所: Davos, Swiss
  • 年月日: 20090621-26
• [学会発表] Weak photoc-zone euxinia at the end of the Permian in central pelagic Panthalassa as recorded in marine organic carbon isotopes (2009)
  • 著者名/発表者名: Takahashi S., Kaiho K., Oba M. and T. Kakegawa
  • 学会等名: Goldschmidt Conference
  • 発表場所: Davos, Swiss
  • 年月日: 20090621-26
• [学会発表] Geochemistry of 1.9 Ga Gunflint Formation in Canada : Unique oceanic environments and microbial activities (2009)
  • 著者名/発表者名: Ishida A., Oba M. and Kakegawa T
  • 学会等名: Goldschmidt Conference
  • 発表場所: Davos, Swiss
  • 年月日: 20090621-26
• [学会発表] バイオマーカーとしてのFramboidal Pyrite:硫黄サイクルから地下生物まで (2009)
  • 著者名/発表者名: 掛川武
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: 幕張、千葉
  • 年月日: 20090516-21
• [学会発表] カナダ・ガンフリント層に記録された19億年前の特異な微生物活動 (2009)
  • 著者名/発表者名: 石田章純、掛川武
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: 幕張、千葉
  • 年月日: 20090516-21
• [図書] 地球と生命-地球環境と生物圏進化- (2011)
  • 著者名/発表者名: 掛川武・海保邦夫
  • 総ページ数: 1-125
  • 出版者: 共立出版
• [図書] 古生物学辞典 (2010)
  • 著者名/発表者名: 掛川武
  • 総ページ数: 109-111, 356-358, 880-882
  • 出版者: 朝倉書店
• [備考]
  • URL: http://www.es.tohoku.ac.jp/JP/