【研究分野】地球宇宙化学

【研究領域課題番号】22224011 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

化学種解明 / XAFS / モリブデン / タングステン / セリウム異常 / 酸化還元状態 / セレン / ヒ素 / 分子地球化学 / X線吸収微細構造 / セリウム / 同位体比 / 吸着構造 / バライト / バクテリア / 希土類元素 / バイオマーカー / リン酸 / DNA / 生体必須元素 / 内圏錯体 / 外圏錯体 / 水酸化鉄 / マンガン酸化物

【研究成果の概要】

本研究では、XAFS法などにより固液界面での元素の局所構造を調べる（化学種解析）ことで、海洋での微量元素の固相への吸着反応に伴う元素の固液分配や同位体分別のメカニズム解明を解明し、それに基づいた精密な古海洋の酸化還元状態解析や海洋の酸化還元環境の変化に伴う元素の溶解度の変化などに関する研究を行った。その結果、Mo同位体比とW同位体比の複合的利用、Ce安定同位体比とCe異常の複合的利用、バライト中のセレンやヒ素の価数の比較などから、試料が生成した時の酸化還元状態をより定量的に推定できることを明らかにした。また固液界面への吸着構造とイオンの溶解性に明確な関係を見出し、その系統的理解を進めた。

【研究種目】基盤研究(S)

【研究期間】2010-04-01 - 2015-03-31

【配分額】70,850千円 (直接経費: 54,500千円、間接経費: 16,350千円)

【研究分野】地質学

【研究領域課題番号】07041094 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

先カンブリア / カンブリア境界 / カンブリア大爆発 / ファメニアン / フラニアン境界 / 炭素同位体組成 / 希土類元素 / セリウム異常 / 酸化還元環境 / P / T境界 / アバデ- / ジョルファ / 炭素同位体層序 / イラン / 中国 / 炭素同位体 / カンブリア / 絶滅事変 / 地球環境 / 二畳-三畳境界 / エルブールズ / 先カンブリア系 / 先カンブリア-カンブリア境界 / 炭酸塩岩 / 石炭系 / 周期堆積 / エディアカラ動物群

【研究成果の概要】

当初、先カンブリア/カンブリア境界(P/C境界)事変の実態を明かにすることを目的として、イラン北部での海外学術調査を始めた。しかし、イラン側の共同研究者らと現地調査を進める過程で対象をP/C境界だけに限定せず古生界を通じての変動実態を明かにし、それらとの対比のなかでP/C境界事変の実態を解明する事とした。調査対象に選んだイラン北部および中部には先カンブリア紀末期から古生代の地層が連続的に好露出しているセクションがあり、アクセスが良くないそれらの連続セクションで、ごく一部だけを調査することは今後の研究の展開から考えても適当ではないと判断した。これまでの現地調査と試料の分析によってP/C境界から古生界の化学層序と環境変動について多くの新知見が明かになっ。要点は以下の通りである。
1.P/C境界の直下で負の炭素同位体異常、直上(カンブリア爆発層準)で正の同位体異常、カンブリア紀後期に顕著な正の異常が認められた。始めの2つの異常はそれぞれ先カンブリア型生物の絶滅、古生代型生物の出現に対応するものである。
デボン紀の後期に負の異常が認められた。これはファメニアン/フラニアン境界に対応する可能性がある。
3、石炭紀、ペルム紀では数万年周期の炭素同位体変動が認められる。これは氷床の発達、氷期/間氷期周期に対応する可能性がある。
4、希土類元素の分析を行い、セリウム異常を計算した。研究対象としたP/C境界から古生代にかけてセリウム異常はほとんど認められず、古生代を通じて還元的な海洋が卓越していたと推定されるが、カンブリア爆発のあったトモチアン階では顕著なセリウム負異常が認められた。生物の爆発的進化が地球表層の酸化レベルの一時的な上昇に依ることが強く示唆される。

【研究種目】国際学術研究

【研究期間】1995 - 1997

【配分額】9,300千円 (直接経費: 9,300千円)