著者

海野 進 仙田 量子 石塚 治 田村 明弘 草野 有紀 荒井 章司

雑誌

日本地球惑星科学連合2018年大会

巻号頁・発行日

2018-03-14

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地球の全マントルの50–70 wt%を占める枯渇したマントルは大陸地殻を形成した融け残り岩とされている[1]。これらの枯渇したマントルは,クラトン下のリソスフェアや海底下の対流するアセノスフェアを構成するが,それらがいつ地球創生期の始原的マントル(PUM)から分化し,どのようなプロセスで形成されたかを明らかにすることはマントルの物質的進化を理解する上で重要である。 カンラン岩の溶融時にOsの親核種であるReがメルトとともに完全に融け残り岩から失われると,融け残り岩のOs同位体比はそれ以降変化しない。この仮定のもとに始源的マントル(PUM)から融け残りカンラン岩を生成したRe枯渇年代が決められる。クラトン下のリソスフェアの多くはOs同位体比(187Os/188Os)が0.11以下と低く,始生代末~原生代初めのRe枯渇年代を示すことから,その頃にPUMが大規模に融解し,対流するマントルから切り離された融け残り岩と考えられる[2, 3]。一方,中央海嶺玄武岩(MORB)のソースとなる対流するマントル(DMM)は,Os同位体比が0.116–0.135と幅広く,多くは10億年前より若いRe枯渇年代を示すことから,原生代以降の様々な時期に対流による溶融と混合・攪拌を通じて形成されたと考えられてきた。しかし,高枯渇ハルツバージャイトを主体とするクラトン下リソスフェアとは異なり,DMMの多くはPUMからメルトを3–4 wt%取り去った程度の低枯渇度で,溶融後も相当量のReが残存していたはずである。すなわちDMMは従来考えられた以上に古い時代に分化した可能性がある。 そこでRe-Osアイソクロンが適用困難な融け残りカンラン岩について,Re/Os比の初期値をメルト組成から独立に推定する方法を提案する [4]。PUMからの分化時に融け残りカンラン岩と平衡であったメルトのREE組成についてモデル計算をし,融け残り岩のYb濃度を推定することによってPUMの部分溶融度,すなわち融け残り岩のRe/Os比の初期値を決めることができる。このRe/Os比と Os同位体比をもとにOs同位体進化曲線を計算すれば,分化年代が得られる。最近,著者らは伊豆―小笠原―マリアナ(IBM)前弧域の無人岩マグマ由来のCrスピネルとメルト包有物の解析から,初生無人岩マグマのソースマントルが2種類あり,それぞれ37–32億年前と17–15億年前にPUMから分化した融け残り岩であることを明らかにした[4]。同様に,Os同位体比0.125を有する平均的なDMMは26–22億年前にPUMから分化したことがわかった。これらの3つの年代は丸山[2002]が示した大陸形成が最も活発であった時期と合致する(図1)。また,平均的なDMM分化が起きた26–22億年前はクラトン下リソスフェアのRe枯渇年代と一致する。このことから,大規模な大陸形成をもたらしたマントル対流の活動期パルスが幅広いOs同位体比を示すDMMの生成にも関与したと考えられる。[1] Zindler, A., and Hart, S., 1986. Ann. Rev. Earth Planet. Sci.,14, 493 - 571[2] 仙田量子ほか,2012. 岩石鉱物科学,41, 211 – 221[3] Walker, R. J., 2016. Geochemical Perspectives, 5[4] Umino, S. et al., 2018. Island Arc, doi: 10.1111/iar.12221[5] 丸山, 2002.プルームテクトニクスと全地球史解読, 岩波書店

著者

木村 純一 宮崎 隆 常 青 バグラロフ ・ボグダン 仙田 量子

出版者

公益社団法人 東京地学協会

雑誌

地学雑誌 (ISSN:0022135X)

巻号頁・発行日

vol.126, no.2, pp.163-179, 2017-04-25 (Released:2017-06-12)

参考文献数

71

被引用文献数

4 4

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The source mantle of the ocean crust on the Pacific Plate is examined using Pb–Nd–Hf isotopes and compared to a global isotope database of ocean basalts. The entire eastern half of the Pacific Plate, formed from an isotopically distinct Pacific mantle along the East Pacific Rise and the Juan de Fuca Ridge, largely remains on the seafloor. Conversely, the western half of the Pacific Plate becomes younger westward and is thought to have formed from the Izanagi–Pacific Ridge (IPR). The ridge subducted along the Kurile–Japan–Nankai–Ryukyu (KJNR) Trench at 70-65 Ma and currently forms the leading edge of the Pacific Plate stagnated in the mantle transition zone beneath China. The subducted IP formed from both Pacific and Indian mantles. Isotopic compositions of the basalts from borehole cores of 165-130 Ma in the western Pacific show that these are of Pacific mantle origin. However, the scraped-off ocean floor basalts (80-70 Ma) in the accretionary prism along the KJNR Trench have Indian mantle signatures. This indicates: (1) the younger western Pacific Plate of IPR origin formed from the Indian mantle, (2) the Indian–Pacific mantle boundary has been stationary in the western Pacific at least since the Cretaceous, and (3) the IPR moved over the boundary. The Indian mantle is thought to have formed from a depleted MORB source mantle (DMM) due to an ancient melt depletion event (2-3 Ga) and subsequent isotopic growth and mixing with a sub-continental lithospheric mantle. In contrast, the Pacific mantle originated from a primitive mantle at 3-1.5 Ga followed by isotopic growth alone. These different formation processes may relate to the formation of the supercontinent and superocean where the Indian mantle was formed in a sub-continental environment whereas the Pacific mantle formed in an oceanic ridge environment.

著者

渡邊 隆広 奈良岡 浩 西村 弥亜 中村 俊夫 仙田 量子 河合 崇欣

出版者

名古屋大学年代測定資料研究センター

雑誌

名古屋大学加速器質量分析計業績報告書

巻号頁・発行日

no.15, pp.199-205, 2004-03

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バイカル湖湖底堆積物試料中の高分子直鎖状炭化水素、及びバクテリア由来有機分子であるホパノイド化合物の分子レベル安定炭素同位体比分析を行い、過去における湖内バクテリア活動の復元と環境変化の考察を行った。最終氷期から完新世への移行期において、メタン酸化バクテリアの寄与が増大していたことが明らかになった。この結果は、過去における気候変動に対応して湖水循環が停止、もしくは極めて弱くなっていたことを示唆する。\\Several organic geochemical studies on sedimentary photosynthetic pigments, lignin phenols and lipids from vascular plants have been conducted using Lake Baikal sediment core [Orem et al., 1997; Tani et al., 2002]. However, these investigations have not elucidated past limnological conditions such as redox changes in Lake Baikal. The sulfur isotope compositions of pyrite indicated a variation of SRB activity in response to glacial/interglacial climate changes [Watanabe et al., 2004]. In this study prokaryote biomarkers including hopanoid and acyclic isoprenoid compound will be examined for the sedimentary profiles of bacterial activities including methanotrophic bacteria. Organic compounds of higher plant origin, such as high molecular n-alkanes, n-ketones and n-alkanols are relatively abundant in the Ver98-1 St.5 sediment core (up to 5.6, 1.8, and 11.7 μg/g dry sed., respectively). The abundance of partly autochthonous organic matter, such as phytol and low molecular alkanols is relatively low. It has revealed significant difference in the molecular composition between the warm periods and the cool periods, which is consistent with the organic carbon and total nitrogen concentration and TOC/TN ratios. The increase in terrigenous organic molecules in the warm periods can be explained by the increased inflow of river water. In the deepest part of modern Lake Baikal, ca. 9 mg/l dissolved oxygen occurs, which suggests a large-scale vertical convection in the lake in spite of its great depth (1634m). Watanabe et al. [2003] suggested less-oxic conditions of Lake Baikal bottom water in climate transition periods, such as Younger Dryas (YD), based on high TS contents (up to 13mg/g dry sed) and high TS/TOC ratios (up to 0.5 atomic ratio), being much larger than average TS/TOC ratios of freshwater and normal oxic marine sediment. The high TS/TOC are usually observed not only as a result of less-oxic condition but also diagenetic pyritization. We have measured δ^<13>C of bacterial biomakers and δ^<34>S of pyrite through the YD event (ca.12kyr B.P.). Hop-17(21)-ene is the most abundant among unsaturated hopanoids throughout the Holocene and YD sediment (32-68 ng/g dry sediment). Furthermore, high amounts of saturated hopanoids are present with 17δ(H), 21δ(H)-homohopane and 17δ(H), 21δ(H)-hopane dominating (up to 1045 and 381 ng/g dry sediment, respectively) in the Holocene. 17δ(H), 21δ(H)-homohopane and 17δ(H), 21δ(H)-hopane vary isotopically in a narrow range from -30.8 to -34.7‰, which suggests that the δδ hopanes could be derived from chemotrophic bacteria. Hop-17(21)-ene in the YD becomes more depleted in ^<13>C (〜-43‰) than that in the Holocene by 〜10‰, implying an increase of methanotrophic bacterial activity. In addition, squalane is depleted in ^<13>C (-46.2‰) compared to the total organic carbon by 20‰. Such ^<13>C-depleted squalane suggests that archea have directly or indirectly introduced ^<13>C-depleted methane-derived carbon into the biomass. The methane-involving anaerobic bacterial activity suggests the decrease of dissolved oxygen content in deeper part of Lake Baikal at the YD rapid cooling event. These isotopic signatures suggest that less oxic conditions associated with a water circulation change occurred rapidly within a time interval of less than 1000 yr in response to a global climatic change at the late Quaternary. Since lake water circulation exerts a great influence especially on the geochemical cycle and biological activity in Lake Baikal, reconstruction of paleo-redox conditions and water circulation changes in the lake are indispensable to identify detailed changes in biological activity and lake ecosystems with respect to climate changes.タンデトロン加速器質量分析計業績報告 Summaries of Researches Using AMS 2003 (平成15)年度

著者

鈴木 和博 Suzuki Kazuhiro 中村 俊夫 Nakamura Toshio 加藤 丈典 Kato Takenori Takenori 池田 晃子 Ikeda Akiko 後藤 晶子 Goto Akiko 小田 寛貴 Oda Hirotaka 南 雅代 Minami Masayo 上久保 寛 Kamikubo Hiroshi 梶塚 泉 Kajizuka Izumi 足立 香織 Adachi Kaori 壺井 基裕 Tsuboi Motohiro 常磐 哲也 Tokiwa Tetsuya 太田 友子 Oota Tomoko 西田 真砂美 Nishida Masami 江坂 直子 Esaka Naoko 田中 敦子 Tanaka Atsuko 森 忍 Mori Shinobu ダンクリー ダニエル Dunkley Daniel J. クシャク モニカ Kusiak Monika A. 鈴木 里子 Suzuki Satoko 丹生 越子 Niu Etsuko 中崎 峰子 Nakazaki Mineko 仙田 量子 Senda Ryoko 金川 和世 Kanagawa Kazuyo 熊沢 裕代 Kumazawa Hiroyo

出版者

名古屋大学年代測定資料研究センター

雑誌

名古屋大学加速器質量分析計業績報告書

巻号頁・発行日

vol.19, pp.26-38, 2008-03

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Umi is located along the Kamimura River within the Kamiyahagi area of southeastern Ena City, Gifu Prefecture. The name 'Umi' means sea or large lake; however, there are no lakes in the mountainous Kamiyahagi area. The Tokai Gou (torrential rain) flood of September 11-12, 2000 destroyed embankments along the river, and exposed sedimentary layers that are typical of a lacustrine depositional setting. This confirms the existence of a paleo-lake from which the name Umi originated. The ^<14>C ages, ranging from 280±37 to 345±25 BP, appear to be contemporaneous with Tensho Earthquake that occurred in central Japan on January 18, 1586.

著者

渡邊 隆広 WATANABE Takahiro 奈良岡 浩 NARAOKA Hiroshi 西村 弥亜 NISHIMURA Mitsugu 中村 俊夫 NAKAMURA Toshio 仙田 量子 SENDA Ryoko 河合 崇欣 KAWAI Takayoshi

出版者

名古屋大学年代測定資料研究センター

雑誌

名古屋大学加速器質量分析計業績報告書

巻号頁・発行日

vol.15, pp.199-205, 2004-03 (Released:2010-06-03)

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タンデトロン加速器質量分析計業績報告 Summaries of Researches Using AMS 2003 (平成15)年度

著者

阿部 なつ江 馬場 聖至 荒井 章司 富士原 敏也 杉岡 裕子 鈴木 勝彦 山野 誠 平野 直人 中西 正男 道林 克禎 石川 正弘 町田 嗣樹 志藤 あずさ 伊藤 亜妃 仙田 量子 水上 知之 清水 健二 森下 知晃

出版者

独立行政法人海洋研究開発機構

雑誌

基盤研究(B)

巻号頁・発行日

2008

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海洋プレートの非活動域に発見された新種の火山「プチスポット火山」海域において、地球物理学的・地質学的調査および岩石試料採取を実施してきた。同試料・データは、東北沖日本海溝に沈み込む前の海洋プレートそのものであり、陸側プレートに与える影響や島弧における火山および地震活動を評価する上で、重要な試料・データをもとに、海洋プレートとその下のマントル構造について総合的な研究・調査を行った。