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2023 年度 実績報告書

炭酸塩の硫黄化学種解析・揮発性元素同位体分析に基づく火星水環境の実証的研究

研究課題

研究課題/領域番号 22H01290
配分区分補助金
研究機関国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構

研究代表者

臼井 寛裕  国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 教授 (60636471)

研究分担者 中田 亮一  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), 主任研究員 (50726958)
小池 みずほ  広島大学, 先進理工系科学研究科(理), 助教 (60836154)
黒川 宏之  東京大学, 大学院総合文化研究科, 准教授 (80713643)
上野 雄一郎  東京工業大学, 理学院, 教授 (90422542)
研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
キーワード火星アナログ物質 / 炭酸塩 / 硫黄化学種 / XAFS分析
研究実績の概要

本研究計画は、炭酸塩の地球化学的解析に基づき、火星表層に存在した流体の「【計画1】化学組成: Eh・pH・溶存イオン濃度(HCO3-, SO42-など)」、「【計画2】同位体組成:水素(D/H)・炭素(13C/12C)・酸素(17,18O/16O)」および、これら地球化学データを組み込んだ表層水・大気散逸計算に基づき、「【計画3】表層水の消失量と表層酸化(大気酸素分圧)との関連性」を明らかにする。
2023年度は、2022年度に引き続き、研究計画調書に記載の【研究計画1】に関し、火星隕石および標準物質の硫黄XAFS分析データの解釈を進めた。また、2022年度までに行った成果の論文化を進めた。本論文では、火星隕石に含まれる炭酸塩中の硫黄が、有機硫黄および大部分が硫酸イオンとして炭酸塩の炭酸イオンを構造的に置換した形で存在していることが明らかとなった。本研究結果は、査読付き原著論文として国際誌EPSLに出版された(Kajitani et al. 2023)。また、【計画2】に関連し、火星アナログ物質の試料準備を進めた。加えて、火星アナログ物質より得られたデータをもとに、熱力学計算を実施し、水-岩石反応に関し、水/岩石比・反応温度・二酸化炭素分圧などの条件を決定した。

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

XAFS分析のための放射光施設(SPring-8)での分析時間を確保し、分析が予定通り行えたため

今後の研究の推進方策

最終年度である2024年度は、これまでに取得した硫黄化学種データの論文化に加え、「【計画2】同位体組成:水素(D/H)・炭素(13C/12C)・酸素(17,18O/16O)」のうち、データ取得できた炭素・酸素同位体に関し論文化を進める。

  • 研究成果

    (21件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 7件、 査読あり 11件、 オープンアクセス 9件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 6件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Self-consistent Conditions for 26Al Injection into a Protosolar Disk from a Nearby Supernova2024

    • 著者名/発表者名
      Sawada Ryo、Taki Tetsuo、Kurokawa Hiroyuki、Suwa Yudai
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 963 ページ: -

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ad1e62

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Near-mid infrared spectroscopy of carbonaceous chondrites: Insights into spectral variation due to aqueous alteration and thermal metamorphism in asteroids2024

    • 著者名/発表者名
      Yu Jinfei、Zhao Haibin、Cloutis Edward A.、Kurokawa Hiroyuki、Wu Yunzhao
    • 雑誌名

      Icarus

      巻: 411 ページ: -

    • DOI

      10.1016/j.icarus.2024.115951

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Analytic description of the gas flow around planets embedded in protoplanetary disks2024

    • 著者名/発表者名
      Kuwahara Ayumu、Kurokawa Hiroyuki
    • 雑誌名

      Astronomy & Astrophysics

      巻: 682 ページ: -

    • DOI

      10.1051/0004-6361/202347530

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Curation protocol of Phobos sample returned by Martian Moons eXploration2024

    • 著者名/発表者名
      Fukai Ryota、Usui Tomohiro、Fujiya Wataru、Takano Yoshinori、Bajo Ken‐ichi、Beck Andrew、Bonato Enrica、Chabot Nancy L.、Furukawa Yoshihiro、Genda Hidenori、Hibiya Yuki、Jourdan Fred、Kleine Thorsten、Koike Mizuho、Matsuoka Moe、Miura Yayoi N.、Moynier Frederic、Okazaki Ryuji、Russell Sara S.、Sumino Hirochika et.al
    • 雑誌名

      Meteoritics & Planetary Science

      巻: 59 ページ: 321~337

    • DOI

      10.1111/maps.14121

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Aqueous breakdown of aspartate and glutamate to n-ω-amino acids on the parent bodies of carbonaceous chondrites and asteroid Ryugu2023

    • 著者名/発表者名
      Li Yamei、Kurokawa Hiroyuki、Sekine Yasuhito、Kebukawa Yoko、Nakano Yuko、Kitadai Norio、Zhang Naizhong、Zang Xiaofeng、Ueno Yuichiro、Fujimori Gen、Nakamura Ryuhei、Fujishima Kosuke、Isa Junko
    • 雑誌名

      Science Advances

      巻: 9 ページ: -

    • DOI

      10.1126/sciadv.adh7845

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 小惑星リュウグウと初期太陽系:はやぶさ2探査の成果と未解決の謎2023

    • 著者名/発表者名
      黒川 宏之
    • 雑誌名

      Viva Origino

      巻: 51 ページ: -

    • DOI

      10.50968/vivaorigino.51_5

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 「2022年度最優秀発表賞受賞論文」小質量惑星が駆動するガス流れ場:円盤ダスト面密度と惑星形成への影響2023

    • 著者名/発表者名
      桑原 歩、黒川 宏之、谷川 享行、井田 茂
    • 雑誌名

      日本惑星科学会誌遊星人

      巻: 32 ページ: 176~185

    • DOI

      10.14909/yuseijin.32.3_176

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Depletion of 13C in CO in the Atmosphere of Mars Suggested by ExoMars-TGO/NOMAD Observations2023

    • 著者名/発表者名
      Aoki S.、Shiobara K.、Yoshida N.、Trompet L.、Yoshida T.、Terada N.、Nakagawa H.、Liuzzi G.、Vandaele A. C.、Thomas I. R.、Villanueva G. L.、Lopez-Valverde M. A.、Brines A.、Patel M. R.、Faggi S.、Daerden F.、Erwin J. T.、Ristic B.、Bellucci G.、Lopez-Moreno J. J.、Kurokawa H.、Ueno Y.
    • 雑誌名

      The Planetary Science Journal

      巻: 4 ページ: -

    • DOI

      10.3847/PSJ/acd32f

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Spin of protoplanets generated by pebble accretion: Influences of protoplanet-induced gas flow2023

    • 著者名/発表者名
      Takaoka Kohsuke、Kuwahara Ayumu、Ida Shigeru、Kurokawa Hiroyuki
    • 雑誌名

      Astronomy & Astrophysics

      巻: 674 ページ: -

    • DOI

      10.1051/0004-6361/202345915

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Identification of carbonate-associated sulfate (CAS) in a Noachian Martian meteorite Allan Hills 840012023

    • 著者名/発表者名
      Kajitani Iori、Koike Mizuho、Nakada Ryoichi、Tanabe Gaku、Usui Tomohiro、Matsu'ura Fumihiro、Fukushi Keisuke、Yokoyama Tetsuya
    • 雑誌名

      Earth and Planetary Science Letters

      巻: 620 ページ: -

    • DOI

      10.1016/j.epsl.2023.118345

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Large sulfur isotope fractionation during abiotic consumption of hydrogen sulfide after cessation of bacterial growth in batch culture experiments of sulfate reducing bacteria2023

    • 著者名/発表者名
      Matsu'ura Fumihiro、Makita Hiroko、Takai Ken、Nakagawa Mayuko、Ueno Yuichiro
    • 雑誌名

      Earth and Planetary Science Letters

      巻: 624 ページ: -

    • DOI

      10.1016/j.epsl.2023.118446

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Carbon, Nitrogen, and Their Isotopes as Tracers for Earth-Life Co-Evolution2023

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Kurokawa
    • 学会等名
      Origins 2023
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Transient CO-rich atmospheres on early terrestrial planets: Implications from deep carbon cycle modeling combined with photochemistry2023

    • 著者名/発表者名
      黒川 宏之
    • 学会等名
      JpGU Meeting 2023
  • [学会発表] In-situ nitrogen chemical speciation of alteration minerals in terrestrial Mars analog2023

    • 著者名/発表者名
      Kurokawa A., Koike M., Onishi K., Sumiya Y., Nakada R., Sugahara H., Usui T., and Amunsen E. F.
    • 学会等名
      Goldschmidt Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] Nitrogen Chemical Speciation of Carbonates and Clay Minerals in a Terrestrial Mars Analog2023

    • 著者名/発表者名
      Kurokawa A., Koike M., Nakada R,. Tomioka N., Okuchi T., Onishi K., Sumiya Y., Sugahara H., Usui T., and Amunsen E. F.
    • 学会等名
      85th Annual Meetings of the Meteoritical Society
    • 国際学会
  • [学会発表] A Petrologic Study of a Recently Found Winonaite, Northwest Africa 136792023

    • 著者名/発表者名
      Koike M., Sakai R., Sumiya Y., Kurokawa A., Onishi K.
    • 学会等名
      85th Annual Meetings of the Meteoritical Society
    • 国際学会
  • [学会発表] U-Pb dating of Phosphate Minerals in a Mesosiderite Tanezrouft 091 and a Brecciated Eucrite Juvinas2023

    • 著者名/発表者名
      Sumiya Y., Koike M., Kurokawa A., Onishi K., Kanemaru R., Takahata N., Sano Y.
    • 学会等名
      85th Annual Meetings of the Meteoritical Society
    • 国際学会
  • [学会発表] 火星の表層環境史解明に向けた火星隕石の局所窒素化学種解析2023

    • 著者名/発表者名
      大西健斗、中田亮一、黒川愛、住谷優太、臼井寛裕、菅原春菜、小池みずほ
    • 学会等名
      日本惑星科学会 2023年秋季講演会
  • [学会発表] Winonaite隕石の岩石鉱物記載による始原的分化天体の進化史推定2023

    • 著者名/発表者名
      酒井 亮輔,小池 みずほ,住谷 優太,黒川 愛,大西 健斗
    • 学会等名
      日本惑星科学会 2023年秋季講演会
  • [学会発表] 分化隕石の局所年代測定に基づく惑星物質進化の研究2023

    • 著者名/発表者名
      小池みずほ
    • 学会等名
      日本地球化学会 第70回年会
    • 招待講演
  • [学会発表] Strong 13C depletion induced by solar UV photolysis of CO2 and its implication for early Mars2023

    • 著者名/発表者名
      Ueno Yuichiro
    • 学会等名
      Goldshmidt 2023
    • 国際学会

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公開日: 2024-12-25  

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