【研究分野】地質学

【研究領域課題番号】15H02142 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

堆積物 / オスミウム同位体 / 地球表層環境 / 大規模火成活動 / 隕石衝突 / 大量絶滅 / 化石年代 / 古環境 / 地質境界 / 表層環境 / 堆積岩 / 進化 / 海洋環境変動 / ストロンチウム同位体 / 放散虫 / 有孔虫 / 地球史 / 同位体 / 環境変動 / 層序 / 年代 / 化石 / オスミウム / チャート / 微化石年代 / 海水のOs同位体 / 大規模環境変動 / 環境変動モデリング

【研究成果の概要】

本研究成果により，(1)顕生代の保存状態のよい堆積岩試料の化石による詳細な解析が進み，年代制約が大きく進展した。例えば，国内で新たなジュラ紀-白亜紀境界層の発見に至るなどの成果が得られた。(2)チャート層を1枚ずつ同位体分析することが可能になり，高年代解像度で変動を追うことが可能となった。その成果の1つとして，後期三畳紀の堆積岩のストロンチウム，オスミウム同位体の上昇から，パレオテチス海の収縮に伴う造山運動が環境変動を引き起こすことが明らかになるなど多くの成果が得られた。(3)上記の成果の融合により，大量絶滅や環境変動などを引き起こす原因となったイベントをより確実に示すことが可能となった。

【研究の社会的意義】

オスミウム，ストロンチウムを初めとする多くの同位体測定が微量の試料の分析で可能となり，薄い層の分析によって年代解像度が大きく上がった。それによって，これまで見えなかったものが見えるようになった学術的・社会的意義は大きい。例えば，コロンビアリバー洪水玄武岩が原因と考えられる千数百万年前のオスミウム同位体比の変動を海底掘削コア試料の詳細分析によって明らかにした。同様に，三畳紀末期に起きたと考えられるが，詳細が不明だった炭素循環変動に関して，炭素循環変動が最初の大規模火成活動よりも後に起き，炭素循環変動の根本原因はCAMPと関連していたことが，犬山地域の深海堆積物を用い，初めてデータとして示された。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2015-04-01 - 2019-03-31

【配分額】37,830千円 (直接経費: 29,100千円、間接経費: 8,730千円)

【研究分野】地球宇宙化学

【研究領域課題番号】20540475 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

微量元素 / 希土類元素 / 堆積過程 / 続成過程 / 化学状態 / 古環境 / 堆積物 / 堆積・続成過程 / 腐植物質 / 原油 / バクテリア / 化学状態決定 / 古環境指標 / マンガン酸化物 / 海洋環境 / 深海底堆積物 / チャート / Mn酸化物相 / リン酸塩相 / XANES法 / LA-ICP-MS

【研究成果の概要】

堆積岩の地球化学的特徴は、地球表層環境の変遷を記録している。本研究では、希土類元素(REE)をはじめとする微量元素について、堆積物への取込みメカニズムと堆積後の反応を原子・分子のミクロな観点から解明した。海洋性堆積物において、堆積時にマンガン酸化物相に取り込まれたREEは続成作用によりリン酸塩相に移動するものの、堆積物全体としてのREEパターンはほぼ変化していないことを初めて明らかにした。この結果は、海洋性堆積物に対してREEパターンは古環境を推定する有効な地球化学的指標であることを示した。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2008 - 2010

【配分額】4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)

【研究分野】地球宇宙化学

【研究領域課題番号】15204051 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

白金族元素 / Re-Os同位体系 / 化学状態 / 地殻物質循環 / 鉄隕石 / 堆積物 / XANES / 環境変遷 / XAFS / マルチトレーサ / 海水 / Os同位体比 / 海洋環境 / ペルム紀-三畳紀境界 / チャート / 白金鉱石 / EXAFS / 地殻物質

【研究成果の概要】

白金(Pt)やオスミウム(Os)など白金族元素やレニウム(Re)の、濃度ならびに化学状態の研究、および白金族元素に関連するRe-Os同位体系の研究により、地球表層の物質循環と地球表層環境の変遷を明確にすることが、本研究の大きな目的である。
1.地殻物質のRe-Os同位体系データ
Re-Os同位体系の研究により、中国タクラマカン砂漠の風成堆積物の主要な供給源が、周辺部の氷河堆積物、河川堆積物、チベット高原の土壌であることを明らかにした。さらに、砂漠内部での風成堆積物の均質化過程の重要性を示した。また、黄土のRe-Os同位体系データが、大陸地殻物質のRe-Os同位体系の特徴を表していることを示した。
2.鉄隕石中の微量のOsの化学状態の決定
XANES法によりIIAタイプの鉄隕石Negrillos中のOs(濃度65ppm)は、金属相として存在していることを分光学的に示した。天然試料のppmオーダーのOsの化学状態に関する、最初の研究成果である。
3.海洋環境におけるOs同位体比の時代変遷の解明
ペルム紀一三畳紀境界(P-T境界、約2億5千万年前)は、大規模な生物絶滅の時期として知られている。P-T境界に海底で堆積した秩父帯南帯チャートの研究により、^<187>Os/^<188>Os比は下部ペルム紀の約2億7千万年前から、当時の定常的な海水の^<187>Os/^<188>Os比(0.4-0.6)よりも低い0.1-0.3の値に下がり、この低い値がP-T境界において、さらには下部三畳紀の約2億4千万年前においても継続していることが判明した。P-T境界における環境変動の要因として、隕石衝突説よりも大規模火成活動説の方が妥当と考えられる。
4.海水から堆積物へのReとOsの除去過程の解明
Reは、還元的環境ではわずかに堆積物へ移動し、酸化的環境では海水中に溶存したままである。一方、Osは、広範囲の酸化還元状態において、海水から堆積物へ除去されることを明らかにした。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2003 - 2005

【配分額】39,130千円 (直接経費: 30,100千円、間接経費: 9,030千円)