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2008 Fiscal Year Annual Research Report

微惑星・隕石の初期海洋衝突による生体有機分子生成の可能性

Research Project

Project/Area Number 18204049
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

掛川 武  Tohoku University, 大学院・理学研究科, 准教授 (60250669)

Keywords衝撃波 / インパクトプルーム / 煙微粒子 / アミノ酸 / アミノ酸重合 / 初期海洋 / LC-MS
Research Abstract

本研究課題では、微惑星・隕石の初期海洋衝突イベントを再現する実験を行い、各種鉱物を用いてアミノ酸・核酸などの生体有機分子が生成され、それが重合し生命起源に結びついた可能性を実証することを主目的にしている。本年度が最終年度である。この目的を果たすために(A)衝撃波実験による衝撃シミュレーション、(B)ポスト・インパクトプルームを想定したガス・固相反応実験、(C)海洋に濃集した生体有機分子(特にアミノ酸)の重合実験を行った。(A)では、昨年度に引き続き、蛇紋石が隕石-海洋衝突時に簡単に生成される追試を行いその成果は国際学会で公表されたと同時に国際雑誌に投稿され査読中である。(B)の実験では、LC-MSとGC-MSを駆使して衝撃環境でアミノ酸が生成されることを世界で初めて実証した。その成果はNature Geoscience誌に出版された。それと同時に生命起源に関する新説を提唱するに至った。その後の国際的な反響はきわめて高く、国際的なメディアに大きく報道された。NHKスペシャルでも大々的に報道されるなど国内の反響も絶大であった。(C)の研究では、ヴァリンやメチオニンもしくは混合系に関しても同様の実験を行い、本研究で想定している環境がアミノ酸重合に適し、ヴァリンでは5量体、メチオニンでは3量体まで重合していることを証明した。特に混合系では重合されやすさが格段に進歩することを見いだした。いずれの成果も世界初の成果である。

  • Research Products

    (31 results)

All 2009 2008

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (25 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Stable isotope characterization of fluids from the Lake Chany complex, western Siberia, Russian Federation2009

    • Author(s)
      Mizota, C., Doi, H., Kikuchi E., Shikano S., Kakegawa T., Yurlova N. and Yurlov A. K.
    • Journal Title

      Applied Geochemistry 24

      Pages: 319-327

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Biomolecule formation by oceanic impacts on early Earth2009

    • Author(s)
      Furukawa Y., Sekine T., Oba M., Kakegawa T. and Nakazawa H.
    • Journal Title

      Nature geoscience 2

      Pages: 62-66

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Geochemistry of Sulfide Chimneys and Basement Pillow Lavas at the Southern Mariana Trough (12.55^0N-12.58^0N)2008

    • Author(s)
      Kakegawa T., Utsumi M,. Marumo K.
    • Journal Title

      Resource Geology 58

      Pages: 249-266

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Stable isotopic characterization of carbon, nitrogen and sulfur uptake of Acharax japonica from central Japan2008

    • Author(s)
      Yamanaka T., Mizota C., Serisawa K., Kakegawa T.
    • Journal Title

      Plankton Benthos Research 3

      Pages: 36-41

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Timing and magnitude of early Aptian extreme warming : Unraveling primary d^<18>O variation in indurated pelagic carbonates at Deep Sea Drilling Project Site 463, Central Pacific Ocean2008

    • Author(s)
      Ando A., Kaiho K., Kawahata H., Kakegawa T.
    • Journal Title

      Paleogeo. Paleoclimate and Paleoecology 260

      Pages: 463-476

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Geological records of early ecosystem in 3.8 Ga banded iron formations at Isua Supracrustal Belt, Greenland2009

    • Author(s)
      Kakegawa T.
    • Organizer
      International Symposium on Precambrian World
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      20090306-08
  • [Presentation] Earliest ecosystem in early oceans of the earth : report from Isua, Greenland2009

    • Author(s)
      Kakegawa T.
    • Organizer
      6^<th> International Workshop on Water Dynamics
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      20090304-06
  • [Presentation] Polymerization of amino acids under high-pressure conditions : Implication to chemical evolution on the early Earth2008

    • Author(s)
      Kakegawa T., S. Ohara, T.Ishiguro, H.Abiko, H. Nakazawa
    • Organizer
      American Geophysical Union
    • Place of Presentation
      San Francisco(U.S.A)
    • Year and Date
      20081214-21
  • [Presentation] Synthesis of bio molecules by meteorite impact2008

    • Author(s)
      Furukawa Y., Sekine T., Oba M. Kakegawa T., Nakazawa H.
    • Organizer
      American Geophysical Union
    • Place of Presentation
      San Francisco(U.S.A)
    • Year and Date
      20081214-21
  • [Presentation] Geochemical study of fossilized microbial mats in drilled holes at the Suiyo submarine hydrothermal field in Japan2008

    • Author(s)
      Kakegawa T, Oba M., Salo S.
    • Organizer
      International symposium on subsurface microbiology
    • Place of Presentation
      静岡
    • Year and Date
      20081116-22
  • [Presentation] Geological records of early ecosystems : transition from anerobic to aerobic world2008

    • Author(s)
      Kakegawa T.
    • Organizer
      "From genome to snowball earth, metazoan evolution and habitable planets : multidisciplinary relations, " Tokyo Institute of Technology COE symposium
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      20080928-1003
  • [Presentation] 初期地球のダイナミクスが最初の生命を作った2008

    • Author(s)
      掛川武
    • Organizer
      日本地質学会年会
    • Place of Presentation
      秋田
    • Year and Date
      20080920-22
  • [Presentation] 初期地球環境で最も重要な岩石-水反応 : 隕石海洋衝突2008

    • Author(s)
      掛川武
    • Organizer
      日本鉱物科学会年会
    • Place of Presentation
      秋田
    • Year and Date
      20080920-22
  • [Presentation] 隕石構成鉱物、水および窒素の衝突反応による有機分子の生成2008

    • Author(s)
      古川義博、関根利守、大庭雅寛、掛川武、中沢弘基
    • Organizer
      日本鉱物科学会年会
    • Place of Presentation
      秋田
    • Year and Date
      20080920-22
  • [Presentation] 高温高圧条件での前生物的ペプチドの生成 : 初期地球のダイナミクスの重要性2008

    • Author(s)
      掛川武
    • Organizer
      日本地球化学会年会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      20080917-19
  • [Presentation] 隕石構成鉱物、水および窒素の衝突反応による有機分子の生成2008

    • Author(s)
      古川義博、関根利守、大庭雅寛、掛川武、中沢弘基
    • Organizer
      日本地球化学会年会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      20080917-19
  • [Presentation] 38-30億年前の海洋堆積物に記録された初期生物圏発達史 : 微小領域安定同位体分析による制約2008

    • Author(s)
      掛川武
    • Organizer
      日本地球化学会年会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      20080917-19
  • [Presentation] 古細菌由来エーテル脂質による地球環境解析2008

    • Author(s)
      大庭雅寛、海保邦夫、掛川武、山本正伸、坂田将、古川義博、佐藤誠悟
    • Organizer
      日本地球化学会年会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      20080917-19
  • [Presentation] Impact synthesis of organic compounds : implication for their mass production on the early Earth2008

    • Author(s)
      Furukawa Y., Sekine T., Oba M.Kakegawa T., Nakazawa H.
    • Organizer
      Goldschmidt Conference
    • Place of Presentation
      Vancouver, Canada
    • Year and Date
      20080713-18
  • [Presentation] Contrast compositions of minerals, kerogens and lipid-biomarkers in 1.9 Ga shallow- and deep-water sedimentary rocks of the Gunflint Formation, Canafda2008

    • Author(s)
      Ishida A., Kakegawa T.
    • Organizer
      Goldschmidt Conference
    • Place of Presentation
      Vancouver, Canada
    • Year and Date
      20080713-18
  • [Presentation] Contrast occurrence of banded iron formation in western part of Isua Supracrustal Belt, West Greenland2008

    • Author(s)
      Ohtomo Y., Kakegawa T.
    • Organizer
      Goldschmidt Conference
    • Place of Presentation
      Vancouver, Canada
    • Year and Date
      20080713-18
  • [Presentation] Prebiotic polymerization of amino acids on the early Earth : chemical evolution in the Hadean oceanic crusts2008

    • Author(s)
      Kakegawa T., Ishiguro T., Ohara S., Abiko H., Nakazawa H.
    • Organizer
      Goldschmidt Conference
    • Place of Presentation
      Vancouver, Canada
    • Year and Date
      2008-07-17
  • [Presentation] 初期地球地殻内条件下でのバリンの高温高圧実験2008

    • Author(s)
      石黒崇人, 大原祥平, 掛川武
    • Organizer
      地球惑星関連学会連合大会
    • Place of Presentation
      千葉、幕張メッセ
    • Year and Date
      2008-05-30
  • [Presentation] カナダ・ガンフリント層に記録された初期原生代海洋の酸化還元状態とそれに対応した微生物活動2008

    • Author(s)
      石田章純、掛川武
    • Organizer
      地球惑星関連学会連合大会
    • Place of Presentation
      千葉、幕張メッセ
    • Year and Date
      2008-05-29
  • [Presentation] 南部マリアナトラフ海底熱水噴出地帯における微生物相2008

    • Author(s)
      加藤真悟、柳川勝紀、砂村倫成、石橋純一郎、掛川武、益田晴恵、浦辺徹郎、山岸明彦
    • Organizer
      地球惑星関連学会連合大会
    • Place of Presentation
      千葉、幕張メッセ
    • Year and Date
      2008-05-29
  • [Presentation] Geochemistry and TEM observation of graphite in 3.8 Ga metasedimentary rocks in Isua Supracrustal Belt, West Greenland2008

    • Author(s)
      大友陽子、掛川武
    • Organizer
      地球惑星関連学会連合大会
    • Place of Presentation
      千葉、幕張メッセ
    • Year and Date
      2008-05-29
  • [Presentation] 秋田県北鹿地域黒鉱胚胎層上部泥岩中に見られるフランボイダル黄鉄鉱と古環境推定2008

    • Author(s)
      深澤翠、掛川武
    • Organizer
      地球惑星関連学会連合大会
    • Place of Presentation
      千葉、幕張メッセ
    • Year and Date
      2008-05-29
  • [Presentation] カナダLumby Lake地域からSteep Rock地域にかけて分布する30億年前の堆積岩 : failed riftに沿った一連の堆積物の可能性2008

    • Author(s)
      齋藤雅広、掛川武
    • Organizer
      地球惑星関連学会連合大会
    • Place of Presentation
      千葉、幕張メッセ
    • Year and Date
      2008-05-29
  • [Presentation] 初期地球環境でのアミノ酸重合 : 堆積物深部条件は生命起源に重要か?2008

    • Author(s)
      掛川武
    • Organizer
      地球惑星関連学会連合大会
    • Place of Presentation
      千葉、幕張メッセ
    • Year and Date
      2008-05-28
  • [Presentation] Experimental evidence of impact-induced serpentine formation from olivine and water2008

    • Author(s)
      古川善博, 関根利守, 掛川武, 中沢弘基
    • Organizer
      地球惑星関連学会連合大会
    • Place of Presentation
      千葉、幕張メッセ
    • Year and Date
      2008-05-28
  • [Book] 河川汽水域を利用する魚類の食物源"安定同位体スコープで覗く海洋生物の生態"2008

    • Author(s)
      伊藤絹子・掛川武
    • Total Pages
      158
    • Publisher
      恒星社厚生閣

URL: 

Published: 2010-06-11   Modified: 2016-04-21  

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