Origin of water in the Earth inferred from hydrogen isotope ratios of volcanic glass and melt inclusions

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21H01184
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 17040:Solid earth sciences-related
• Research Institution: Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology
• Principal Investigator: SHIMIZU Kenji 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 (30420491)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 羽生 毅 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海域地震火山部門(火山・地球内部研究センター), グループリーダー (50359197) ; 栗谷 豪 北海道大学, 理学研究院, 教授 (80397900)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: SIMS / 水素同位体比 / 地球の水の起源 / メルト包有物 / 火山ガラス

Outline of Final Research Achievements

To constrain the origin of Earth's water, volcanic rocks from Hawaii and Iceland, which are thought to be of the deep mantle origin (reflecting the undegassed early Earth), were collected and their melt inclusions are analyzed for water content and hydrogen isotope ratios of using a secondary ion mass spectrometer (SIMS). The results show that the deuterium/hydrogen ratios of these samples are slightly lower than those of the upper mantle and are within the hydrogen isotope ratios of carbonaceous chondrites. In addition, 14 relevant papers were published during the research period of this project.

Free Research Field

地球化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

初期地球内部の水素同位体比に制約を与えたことで、これまで起源物質の候補だった重水素／水素比の著しく低い原始太陽系星雲の可能性は低くなった。今後はより高解像度、高精度で様々な種類の隕石の含水量や水素同位体比を求めることが必要なり、地球の水の起源物質を特定することが急務になる。本研究を通じ、アイスランドのメルト包有物のため、新たに低含水量の水素同位体比の測定法を開発したので、地球の水の起源物質を特定に大いに役に立つことが期待できる。