原始太陽の活動を隕石から探る

2014 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 25247090
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 圦本 尚義 北海道大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (80191485)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: 地球化学 / 宇宙科学 / 惑星起源・進化 / 分析化学

研究実績の概要

本研究の目的は，原始太陽におけるスーパーフレアのような高エネルギー現象の規模やエネルギーレベルを推定し，活発な原始太陽活動に関する新しいパラダイム構築をすることである．そのために，ガスリッチコンドライトにトラップされた高濃度希ガス成分のトラップ箇所を特定しその濃度の空間分布をサブミクロンの分解能で解析する．従来このような希ガス分析は実現不可能であったが，新開発の同位体ナノスコープが実現可能にした．その空間分布のテクスチャー解析からガスリッチコンドライトが太陽起源希ガスをトラップしたメカニズムを解明し，原始太陽活動との関連性を明らかにする．本研究により原始太陽のスーパーフレアにより太陽表面からの爆発的に放出される粒子のエネルギー分布やそのフラックスを物質科学的に解明することを目指す．本年度は以下の研究成果が得られた．
１．本年度４月に故障したフェムト秒レーザーを廃棄し，新規に代替レーザーを12月に導入した．導入後即に同位体ナノスコープ再稼働を開始し，性能通りの分析能力を復帰していることを確認した．
２. 同位体ナノスコープ故障中に稼働可のSIMS部分を用いて，装置の各種パラメーターの調整を行った．
３．NASAの太陽風サンプリングミッションGenesisサンプルのHe分布を深さ方向分析を行い，現在の太陽風の特徴を明らかにした．
４．JAXAのはやぶさミッションにより持ち帰られた小惑星イトカワ表面の微粒子に注入された太陽風Heの分布を深さ方向と横方向で測定することに成功し，小惑星表面と太陽風の相互作用を解析中である．
以上の各事項において得られた結果を取りまとめ学会発表を行った．

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

故障したフェムト秒レーザーの買替え，取付け，調整が本年度計画より１ヶ月前倒しで完了し，同位体顕微鏡を復帰できた．同位体顕微鏡が再稼働してすぐに，事前準備していた試料の測定に成功した．特にはやぶさが持ち帰ったイトカワ微粒子からの太陽風He分布測定に世界で初めて成功した．以上の成果は研究計画にほぼ従っている．

今後の研究の推進方策

Genesisおよびはやぶさの試料から太陽風の解析を引き続き行う．同時に隕石試料のHe濃度分析を進め，分析結果が原始惑星円盤中に浮かんでいたダスト粒子表面からイオン注入された機構を示しているかどうかの検討を行う方策である．

研究成果

• [雑誌論文] Stable isotope cellular imaging reveals that both live and degenerating fungal pelotons transfer carbon and nitrogen to orchid protocorms. (2014)
  • 著者名/発表者名: Kuga, Y., Sakamoto, N. and Yurimoto, H.
  • 雑誌名: New Phytologist 巻: 202 ページ: 594-605
  • DOI: 10.1111/nph.12700.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Investigation of cutting methods for small samples of Hayabusa and future sample return missions. (2014)
  • 著者名/発表者名: Uesugi, M., Noguchi, R., Matsumoto, T., Matsuno, J., Nagano, T., Tsuchiyama, A., Harada, S., Yokoyama, K., Yodo, Y., Takeda, N., Yada, T., Yakame, S., Karouji, Y., Ishibashi, Y., Abe, M., Okada, T., Fujimura, A., Ebihara, M., Kitajima, F., Nagao, K., Nakamura, T., Naraoka, H., Noguchi, T., Okazaki, R. and Yurimoto, H.
  • 雑誌名: Meteorit. Planet. Sci. 巻: 49 ページ: 1186-1201
  • DOI: 10.1111/maps.12322
  • 査読あり
• [雑誌論文] Interaction of arc magmas with subvolcanic hydrothermal systems: insights from compositions and metasomatic textures of olivine crystals in fresh basalts of Daisen and Mengameyama, Western Honshu, Japan (2014)
  • 著者名/発表者名: Zellmer, G. F., Hwang, S.-L., Sakamoto, N., Iizuka, Y., Harada, S., Kimura, J.-I., Tamura, Y. and Yurimoto, H.
  • 雑誌名: The Role of Volatiles in the Genesis, Evolution and Eruption of Arc Magmas 巻: 410 ページ: 219-236
  • DOI: 10.1144/SP410.1
  • 査読あり
• [雑誌論文] Isotope microscopy visualization of the adsorption profile of 2-methylisoborneol and geosmin in powdered activated carbon. (2014)
  • 著者名/発表者名: Matsui, Y., Sakamoto, A., Nakao, S., Taniguchi, T., Matsushita, T., Shirasaki, N., Sakamoto, N. and Yurimoto, H.
  • 雑誌名: Environmental Science & Technology 巻: 48 ページ: 10897-10903
  • DOI: 10.1021/es5024515
  • 査読あり
• [雑誌論文] Isotopic compositions of asteroidal liquid water trapped in fluid inclusions of chondrites. (2014)
  • 著者名/発表者名: Yurimoto, H., Itoh, S., Zolensky, M., Kusakabe, M., Karen, A. and Bodnar, R.
  • 雑誌名: Geochemical Journal 巻: 48 ページ: 549-560
  • DOI: 10.2343/geochemj.2.0335
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] Depth profiling analysis of solar wind helium implanted in NASA Genesis samples and implications to JAXA Hayabusa samples. (2014)
  • 著者名/発表者名: Yurimoto,H., Bajo, K., Jurewicz,A., Olinger, C. T., Burnett, D. S., Sakaguchi, I., Suzuki, T., Itose, S., Ishihara, M., Uchino, K. and Nagao, K.
  • 学会等名: HAYABUSA 2014: Symposium of Solar System Materials
  • 発表場所: JAXA（神奈川県）
  • 年月日: 2014-12-05 – 2014-12-05
  • 招待講演
• [学会発表] 26Al-Mg chronology and oxygen isotope distributions of multiple melting of a Type C CAI from Allende CV3. (2014)
  • 著者名/発表者名: Kawasaki, N., Kato, C., Itoh, S., Wakaki, S.,Ito, M. and Yurimoto, H.
  • 学会等名: The 5th Symposium on Polar Science
  • 発表場所: 国立極地研究所（東京都）
  • 年月日: 2014-12-02 – 2014-12-02
• [学会発表] Isotopic compositions of asteroidal liquid water trapped in fluid inclusions of chondrites. (2014)
  • 著者名/発表者名: Yurimoto, H., Itoh, S., Zolensky, M., Kusakabe, M., Karen, A. and Bodnar, R.
  • 学会等名: The 5th Symposium on Polar Science
  • 発表場所: 国立極地研究所（東京都）
  • 年月日: 2014-12-02 – 2014-12-02
• [学会発表] Isochron for CAIs. (2014)
  • 著者名/発表者名: Yurimoto, H.
  • 学会等名: Workshop for Early Solar System Chronology
  • 発表場所: 東京大学（文京区）
  • 年月日: 2014-12-01 – 2014-12-01
  • 招待講演
• [学会発表] First results of He depth profiling in a Genesis solar wind sample. (2014)
  • 著者名/発表者名: Yurimoto, H.
  • 学会等名: The Institute for Planets and Exsoplanets Lunch Seminar
  • 発表場所: カリフォルニア大学（アメリカ）
  • 年月日: 2014-10-10 – 2014-10-10
  • 招待講演
• [学会発表] Helium depth profiling. (2014)
  • 著者名/発表者名: Yurimoto, H.
  • 学会等名: Genesis Earth Return. 10th Anniversary Meeting
  • 発表場所: Jet Propulsion Laboratory（アメリカ）
  • 年月日: 2014-10-08 – 2014-10-08
  • 招待講演
• [学会発表] Variations of isotopic compositions of H, N and O between planets in the solar system. (2014)
  • 著者名/発表者名: Yurimoto, H.
  • 学会等名: China-Japan Joint Forum on Geochemistry and Cosmochemistry
  • 発表場所: 富山大学（富山市）
  • 年月日: 2014-09-16 – 2014-09-16
  • 招待講演
• [学会発表] Gehlenitic mantle formation of a compact Type A CAI from Allende. (2014)
  • 著者名/発表者名: Park C., Nagashima K., Wakaki S., Sakamoto N., Kobayashi S. and Yurimoto H.
  • 学会等名: 77th Annual Meeting of the Meteoritical Society
  • 発表場所: ハイアットリージェンシー（モロッコ）
  • 年月日: 2014-09-07 – 2014-09-12
• [学会発表] Evolution of organic molecules in space: Characterization and isotope composition of experimental Aanalogues. (2014)
  • 著者名/発表者名: Piani L., Tachibana S., Hama T., Endo Y., Fujita K., Nakatsubo S,. Fukushi H., Mori S., Chigai T,. Yurimoto H. and Kouchi A.
  • 学会等名: 77th Annual Meeting of the Meteoritical Society
  • 発表場所: ハイアットリージェンシー（モロッコ）
  • 年月日: 2014-09-07 – 2014-09-12
• [学会発表] Selective resetting of Al-Mg systematics in a Type C CAI from Allende CV3. (2014)
  • 著者名/発表者名: Kawasaki N., Kato C., Itoh S., Ito M., Wakaki S. and Yurimoto H.
  • 学会等名: 77th Annual Meeting of the Meteoritical Society
  • 発表場所: ハイアットリージェンシー（モロッコ）
  • 年月日: 2014-09-07 – 2014-09-12
• [学会発表] 26Al evidence for a reduced initial abundance of 26Al in chondrule forming regions and implications for the accretion timescales of protoplanets. (2014)
  • 著者名/発表者名: Bizzarro M., Olsen M., Itoh S., Kawasaki N., Schiller M., Bonal L. and Yurimoto H.
  • 学会等名: 77th Annual Meeting of the Meteoritical Society
  • 発表場所: ハイアットリージェンシー（モロッコ）
  • 年月日: 2014-09-07 – 2014-09-12
• [学会発表] 宇宙物質に打込まれた太陽風の表面分析を目指して． (2014)
  • 著者名/発表者名: 圦本尚義
  • 学会等名: 平成26年度日本金属学会・日本鉄鋼協会両北海道支部合同サマーセッション
  • 発表場所: 北海道大学（札幌市）
  • 年月日: 2014-07-28 – 2014-07-28
  • 招待講演
• [学会発表] Extremely Heavier Hydrogen Isotopic Compositions of Phosphate Minerals from LL4-6 Ordinary Chondrites. (2014)
  • 著者名/発表者名: Itoh S, Yanai K, Greenwood J, Russell S & Yurimoto H
  • 学会等名: Goldschmidt2014
  • 発表場所: サクラメントコンベンションセンター（アメリカ）
  • 年月日: 2014-06-08 – 2014-06-13
• [学会発表] Towards in situ 3-D Analysis of Noble Gases from Surface of Itokawa Particles and Genesis Targets. (2014)
  • 著者名/発表者名: Yurimoto H, Bajo K-I, Itose S, Ishihara M & Uchino K
  • 学会等名: Goldschmidt2014
  • 発表場所: サクラメントコンベンションセンター（アメリカ）
  • 年月日: 2014-06-08 – 2014-06-13
• [学会発表] Chronology of Multiple Melting of a Type C CAI from Allende CV3. (2014)
  • 著者名/発表者名: Kawasaki N, Kato C, Itoh S, Ito M, Wakaki S & Yurimoto H
  • 学会等名: Goldschmidt2014
  • 発表場所: サクラメントコンベンションセンター（アメリカ）
  • 年月日: 2014-06-08 – 2014-06-13
• [学会発表] Volatile Element Zoning in Apatite from the Moon and Implications for the Water Inventory on the Moon (and Mars). (2014)
  • 著者名/発表者名: Greenwood J, Itoh S, Sakamoto N, Yanai K, Vicenzi E & Yurimoto H
  • 学会等名: Goldschmidt2014
  • 発表場所: サクラメントコンベンションセンター（アメリカ）
  • 年月日: 2014-06-08 – 2014-06-13
• [学会発表] Evidence for the Giant Impact Model from D/H of Water in Lunar Melt Inclusions and Apatite. (2014)
  • 著者名/発表者名: Greenwood J, Itoh S, Sakamoto N, Yanai K, Singer J & Yurimoto H
  • 学会等名: Goldschmidt2014
  • 発表場所: サクラメントコンベンションセンター（アメリカ）
  • 年月日: 2014-06-08 – 2014-06-13
• [学会発表] Development of SIMS, Isotope microscope and Isotope nanoscope for Earth and Planetary Sciences: A state-of-the-art geochemical analysis. (2014)
  • 著者名/発表者名: Hisayoshi Yurimoto
  • 学会等名: 南京大学地球科学与工程学院講演会
  • 発表場所: 南京大学（中国）
  • 年月日: 2014-05-21 – 2014-05-21
  • 招待講演
• [学会発表] 小惑星イトカワ微粒子の同位体顕微鏡分析. (2014)
  • 著者名/発表者名: 圦本尚義
  • 学会等名: 日本顕微鏡学会第70回記念学術講演会 JSM-2014
  • 発表場所: 幕張メッセ国際会議場（千葉市）
  • 年月日: 2014-05-11 – 2014-05-13
  • 招待講演
• [学会発表] Carbon dioxide in granitic magma under lower crustal conditions. (2014)
  • 著者名/発表者名: 吉村 俊平, 中村 美千彦, 圦本 尚義
  • 学会等名: Japan Geoscience Union Meeting 2014
  • 発表場所: パシフィコ横浜（横浜市）
  • 年月日: 2014-04-28 – 2014-05-02
• [学会発表] Diffusion to dislocation creep transition in the upper mantle inferred from silicon grain boundary diffusion rates. (2014)
  • 著者名/発表者名: Fei, Hongzhan, Katsura, Tomoo, Koizumi, Sanae, Sakamoto, Naoya, Hashiguchi, Minako, Yurimoto, Hisayoshi, Yamazaki, Daisuke
  • 学会等名: Japan Geoscience Union Meeting 2014
  • 発表場所: パシフィコ横浜（横浜市）
  • 年月日: 2014-04-28 – 2014-05-02
• [学会発表] Aluminum incorporation into phase A - a new hydrous silicate in the deep upper mantle. (2014)
  • 著者名/発表者名: 蔡 閙, 井上 徹, 藤野 清志, 大藤 弘明, 栗林 貴弘, 圦本 尚義
  • 学会等名: Japan Geoscience Union Meeting 2014
  • 発表場所: パシフィコ横浜（横浜市）
  • 年月日: 2014-04-28 – 2014-05-02
• [学会発表] サブミリ波観測で拓く氷天体の固体惑星科学：惑星形成と宇宙化学. (2014)
  • 著者名/発表者名: 関根 康人, 笠井 康子, 佐川 英夫, 黒田 剛史, 兒玉 賢哉, 堀 安範, 生駒 大洋, 倉本 圭, 圦本 尚義
  • 学会等名: Japan Geoscience Union Meeting 2014
  • 発表場所: パシフィコ横浜（横浜市）
  • 年月日: 2014-04-28 – 2014-05-02
• [学会発表] LL4-6普通コンドライト隕石中リン酸塩鉱物の水含有量及び水素同位体組成. (2014)
  • 著者名/発表者名: 柳井 佳穂里, 伊藤 正一, グリーンウッド ジム, ラッセル サラ, 圦本 尚義
  • 学会等名: Japan Geoscience Union Meeting 2014
  • 発表場所: パシフィコ横浜（横浜市）
  • 年月日: 2014-04-28 – 2014-05-02
• [学会発表] NWA 3118 (CV) 隕石 igneous rim中のO-16に富むオリビン. (2014)
  • 著者名/発表者名: 松田 望, 坂本 直哉, 圦本 尚義
  • 学会等名: Japan Geoscience Union Meeting 2014
  • 発表場所: パシフィコ横浜（横浜市）
  • 年月日: 2014-04-28 – 2014-05-02
• [学会発表] シリケイトガラス中での水の拡散における速度論的同位体効果. (2014)
  • 著者名/発表者名: 黒田 みなみ, 山本 大貴, 橘 省吾, 中村 美千彦, 奥村 聡, 朝木 美帆, 石橋 充子, 坂本 直哉, 圦本 尚義
  • 学会等名: Japan Geoscience Union Meeting 2014
  • 発表場所: パシフィコ横浜（横浜市）
  • 年月日: 2014-04-28 – 2014-05-02
• [学会発表] アエンデ隕石Type C CAIのAl-Mg鉱物アイソクロン. (2014)
  • 著者名/発表者名: 川崎 教行, 加藤 千図, 伊藤 正一, 伊藤 元雄, 若木 重行. 圦本 尚義
  • 学会等名: Japan Geoscience Union Meeting 2014
  • 発表場所: パシフィコ横浜（横浜市）
  • 年月日: 2014-04-28 – 2014-05-02
• [学会発表] SCAPS, a two-dimensional ion detector for mass spectrometer. (2014)
  • 著者名/発表者名: Yurimoto, H.
  • 学会等名: Europian Geoscience Union General Assembly 2014
  • 発表場所: Austria Center Vienna（オーストリア）
  • 年月日: 2014-04-27 – 2014-05-02
  • 招待講演
• [図書] 1.2.4 (4) 分析機器の主要構成・質量分析. マイクロビームアナリシス・ハンドブック (2014)
  • 著者名/発表者名: 圦本尚義
  • 総ページ数: 100-102
  • 出版者: オーム社
• [図書] 7.5 宇宙惑星科学関連試料の分析・質量分析法. マイクロビームアナリシス・ハンドブック (2014)
  • 著者名/発表者名: 伊藤元雄, 圦本尚義
  • 総ページ数: 595-603
  • 出版者: オーム社
• [備考] 北海道大学大学院理学研究院圦本研究室ホームページ
  • URL: http://vigarano.ep.sci.hokudai.ac.jp/