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2022 年度 実施状況報告書

水銀の異常同位体効果を用いた大量絶滅時の火山噴火規模の定量

研究課題

研究課題/領域番号 21K18661
研究機関学習院大学

研究代表者

大野 剛  学習院大学, 理学部, 教授 (40452007)

研究分担者 澤木 佑介  東京大学, 大学院総合文化研究科, 助教 (00635063)
研究期間 (年度) 2021-07-09 – 2024-03-31
キーワード水銀 / 同位体分別 / 大量絶滅 / 非質量依存 / 波長
研究実績の概要

本研究では、生物の大量絶滅と大規模火山噴火の関連性を調べる新たな指標として、水銀の同位体組成が光化学反応により非質量依存の同位体分別を引き起こすことを用いて、大規模火山噴火の定量的研究手法を開発することを目的としている。これまでの水銀同位体分析の前処理・試料導入法には主に酸分解法と還元気化法が用いられてきた。一方で、本研究が目標としている堆積物中の水銀はppbレベル(ng/g)と低濃度であるため、従来の酸分解・還元気化法を用いるとマトリックス効果により高精度な同位体分析が困難であるという問題があった。本研究では、天然の堆積岩試料中微量水銀に適用可能な新たな微量水銀同位体分析法の開発を目標としている。本年度は、水銀濃度が低い堆積岩を対象とした水銀濃縮法および同位体分析法の改良を進めた。具体的には、加熱気化水銀測定装置で試料を加熱し、試料中の水銀化合物を気化・定量した後、金アマルガムとして捕集濃縮する方法を改良した。数 ngレベルの水銀を捕集した捕集管をMC-ICP-MSの試料導入経路に繋ぎ、自作した加熱装置を用いて水銀同位体比測定ができることが確認できた。得られた信号強度を解析することにより妥当な同位体比を得られることが示された。また、今年度生物大量絶滅前後の地質試料を採取した。現在これらの堆積岩試料中の水銀量の定量を進めている。今後は同位体分析可能な量を見積もり、本研究により開発を進めている分析手法を用いて天然の試料へ応用していく予定である。

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

生物大量絶滅前後の地質試料を採取し、これらの試料中の水銀量定量を進めている。本研究により開発をした分析手法を用いて天然の試料へ応用することが可能となったため。

今後の研究の推進方策

本研究では、水銀同位体異常のメカニズムについて特に波長依存性の観点で実験に取り組む。具体的には、キセノン光源を用いて250 nm-300 nm程度の領域での光酸化還元反応における水銀同位体異常の波長依存性を調べる。さらに、天然試料についても分析を進め、生物の大量絶滅に大規模火山噴火がどのように影響を与えたのかを議論する予定である。

次年度使用額が生じた理由

質量分析計の故障により、今年度使用予定であった消耗品費等を来年度に使うように計画変更を行ったため。引き続き質量分析計に必要な消耗品費として使用する計画である。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] Outlining zircon growth in a granitic pluton using 3D cathodoluminescence patterns, U Pb age, titanium concentration, and Th/U: Implications for the magma chamber process of Okueyama granite, Kyushu, Japan2023

    • 著者名/発表者名
      Yuguchi Takashi、Itoh Daichi、Yokoyama Tatsunori、Sakata Shuhei、Suzuki Satoshi、Ogita Yasuhiro、Yagi Koshi、Imura Takumi、Motai Satoko、Ohno Takeshi
    • 雑誌名

      Lithos

      巻: 440-441 ページ: 107026~107026

    • DOI

      10.1016/j.lithos.2023.107026

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Simultaneous determination of zircon crystallisation age and temperature: Common thermal evolution of mafic magmatic enclaves and host granites in the Kurobegawa granite, central Japan2022

    • 著者名/発表者名
      Yuguchi Takashi、Yamazaki Hayato、Ishibashi Kozue、Sakata Shuhei、Yokoyama Tatsunori、Suzuki Satoshi、Ogita Yasuhiro、Sando Kazusa、Imura Takumi、Ohno Takeshi
    • 雑誌名

      Journal of Asian Earth Sciences

      巻: 226 ページ: 105075~105075

    • DOI

      10.1016/j.jseaes.2021.105075

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Trace‐element composition of zircon in <scp>Kofu and Tanzawa</scp> granitoids, <scp>Japan</scp> : Quantitative indicator of sediment incorporated in parent magma2022

    • 著者名/発表者名
      Sawaki Yusuke、Asanuma Hisashi、Sakata Shuhei、Abe Mariko、Ohno Takeshi
    • 雑誌名

      Island Arc

      巻: 31 ページ: e12455

    • DOI

      10.1111/iar.12455

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Zircon trace‐element compositions in Miocene granitoids in Japan: Discrimination diagrams for zircons in M‐, I‐, S‐, and A‐type granites2022

    • 著者名/発表者名
      Sawaki Yusuke、Asanuma Hisashi、Sakata Shuhei、Abe Mariko、Ohno Takeshi
    • 雑誌名

      Island Arc

      巻: 31 ページ: e12466

    • DOI

      10.1111/iar.12466

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Temporal change of 236U/238U and 235U/238U isotopic ratios in atmospheric deposition in Tokyo and Akita from 1963 to 19792022

    • 著者名/発表者名
      Ohno Takeshi、Sato Naoki、Shikimori Junko、Ijichi Yuta、Fukami Yusuke、Igarashi Yasuhito
    • 雑誌名

      Science of The Total Environment

      巻: 810 ページ: 151292~151292

    • DOI

      10.1016/j.scitotenv.2021.151292

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Historical changes of 236U/238U and 235U/238U isotopic ratios in Tokyo Bay from the 1960s to the 2000s2022

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Ami、Shikimori Junko、Ohno Takeshi、Ijichi Yuta、Fukami Yusuke、Sakata Masahiro、Hirata Takafumi
    • 雑誌名

      Journal of Environmental Radioactivity

      巻: 255 ページ: 107011~107011

    • DOI

      10.1016/j.jenvrad.2022.107011

    • 査読あり
  • [学会発表] 冥王代ジルコン中の Sc/Yb の評価法の検討2022

    • 著者名/発表者名
      髙橋真里花、横山晶、坂田周平、澤木佑介、山本伸次、深海雄介、大野剛、小宮剛
    • 学会等名
      2022年度日本地球化学会第 69 回年会
  • [学会発表] ICP-MS/MS を用いた 233U/236U 同位体比測定法の開発と環境放射能研究への応用2022

    • 著者名/発表者名
      大野剛、吉田亜実、伊地知雄太、深海雄介、五十嵐康人、平田岳史
    • 学会等名
      2022年度日本地球化学会第 69 回年会
  • [学会発表] クラウンエーテルを用いた溶媒抽出反応における非質量依存型同位体分別へ及ぼす Sn 濃度効果2022

    • 著者名/発表者名
      有泉涼子、田中康介、伊地知雄太、深海雄介、大野剛、平田岳史
    • 学会等名
      2022年度日本地球化学会第 69 回年会
  • [学会発表] LA-ICP-MS/MS を用いた初期胚の多元素空間分布分析法における定量性の検討2022

    • 著者名/発表者名
      田中正太郎、大久保奈弥、大野剛
    • 学会等名
      2022年度日本地球化学会第 69 回年会
  • [学会発表] 福島原発事故を起源とする放射性核種 129I および 137Cs による環境汚染実態の解明2022

    • 著者名/発表者名
      長岡壮太、福本学、鈴木正敏、木野康志、岡部宣章、大野剛、深海雄介
    • 学会等名
      2022年度日本地球化学会第 69 回年会

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公開日: 2023-12-25  

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