本年度は受容体の活性化後に見られる3分子からなるトランスポートソームの形成の分子機構を、Snapinの変異体を用いて明らかにしてきました。私たちは、α_1受容体と結合したSnapinとTRPCチャネルと結合したSnapinが1:1に小胞体膜上で結合することにより、このSnapinを2分子含んだ4量体トランスポートソームが形成されるという仮説をたてました。この仮説は、昨年度の実験で相当確からしさを増してきましたが、本年も以下の実験にて下記の結果を得ました。この結果は現在論文にまとめ、投稿を準備しています(すべての結果を記載することは出来ません)。1. 変異体Snapinを用いたSnapin-Snapin複合体(ダイマー)が形成される。今年度は、Snapinの変異体を用いて、昨年度と同様にSDS-PAGEによるダイマー形成の有無、bimolecular fluorescence complementation analysis (BiFC)法を用いて、Snapin-Snapin複合体ダイマーが形成されるかどうかを明らかにしてきました。Snapin-Snapin複合体に関与するドメインについては、膜内に入っている領域である戸考えられているN末であることが明らかになり、これはSnappingが小胞体膜上で会合するのに大変都合の良い構造であることが明らかになりました。2. α_1受容体との結合に関与するSnapin蛋白のドメインの同定、ならびに、TRPCとの結合に関与するSnapin蛋白のドメインの同定上記と同様の手法を用いて、Snapinと受容体、Snapinとイオンチャネルとの結合に必要なドメインも明らかにしました。また、変異体を作成し、Snapinとこれらのタンパクが結合出来ないと、ROCが起こりにくい事などを、Fura-2を用いたRatiometryなどによって明らかにしました。
20世紀初頭の初期合成染料の利用に焦点を当て、京都工芸繊維大学美術工芸資料館所蔵品を中心にその技法を調査・研究した。旧来の天然染料に代替した合成染料の使用により、染色技術が大きな変貌を遂げた。合成染料導入における友禅染の技術革新の状況をこの時期に開発された種々の友禅染の技法を収蔵品から確認した。次に、20世紀初頭の染織品に用いられた初期合成染料について、微量分析手法を開発し、資料に用いられた合成染料の同定を試みた。合成染料の場合、化学構造が類似した数多くの染料が合成されている。また、単離精製されている場合と、よく似た性質の染料が混合物のままで市販されている場合がある。更に、同じ化学構造の染料でも製造会社によって異なる名前がつけられる場合や、同じ名前でもヨーロッパと日本では異なる染料を示す場合がある。従ってこれまで構築してきた天然染料の分光分析手法をそのまま適用する事は困難である。そこで、天然染料に於いても化学構造の類した染料同士の分析に用いてきた質量分析を初期合成染料の分析に適用した。宮内省の下命により、京都高等工藝学校が秩父宮殿下御成年式の式服を作成し、1922(大正11)年3月に上納した。当時染色加工を担当した色染科の担当者が書き残した『式服加工仕様書』(AN.2517-2)によると、ほとんどの資料は酸性染料を用いて染色し、幅だしや裏糊加工を行っている事が会った。この秩父宮殿下御成年式式服等の残り裂、試し織資料(AN.2520)から、紅地資料(AN.2520-1)を選び、裂地端より微量試料を採取し、染料を抽出、質量分析に供した。その結果、『式服加工仕様書』に記述のあるMethanil Yellow(acid yellow 36)及びPalatine Scarlet(現在は市販されていない)と同じ分子イオンM/Z 352及び435が観察された。
1 0 0 0 OA 超分子疑似原子分解能電子線・X線構造解析法
アクアポリン11(AQP11)ノックアウトマウスの解析と、線虫のアクアポリン(AQP-CE1~AQP-CE11)の解析を中心におこなった。AQP11がないと嚢胞腎になって腎不全で生後1ヶ月で死ぬ。嚢胞ができる前に近位尿細管に空胞ができるがこれが小胞体を中心とした拡張であることが電顕でわかっていたが、その原因として細胞内オルアネラのpH異常が関与している可能性があきらかになった。これは近位尿細管細胞の初代培養でノックアウトマウス由来のはエンドソームのpHの低下がよわくなっていたことからの類推である。また、ノックアウトマウスの異常がAQP11の直接作用によることが、抗体による組織染色で近位尿細管細胞のみが染まり、また細胞膜ではなく細胞内が染色されることから類推される。まだ空胞変性から嚢胞形成に至る過程が不明である。また培養株細胞(HEK細胞))にGFPでラベルしたAQP11を一過性に発現させると、やはり細胞膜には発現せず、細胞内にとどまっているが、小胞体マーカーと一致して発現しており、in vivoの発現様式に類似していた。空胞ができる1週令の腎臓のRNAのマイクロアレイを行い2倍以上変化する遺伝子を10同定し解析中である。腎臓皮質に限局した嚢胞腎の症例はみあたらなかった。生き延びた稀なノックアウトマスは子孫をつくれるが、精巣の萎縮、とくに精細管上皮の細胞数の減少がみられた。線虫のアクアポリンすべてについてプロモーターの下流にGFPをつけて発現細胞の同定をおこなった。オーバーラップした発現が観察された。また11個のアクアポリンすべてについてRNAiによる遺伝子破壊をおこなったところフェノタイプの異常は認められなかった。オーバーラップしたアクアポリンによる代償で異常が認められなかった可能性もあるので2重。3重の遺伝子破壊を計画している。
1 0 0 0 木造芝居小屋の歌舞伎の科白・衣装等に及ぼした影響の研究
研究課題名の「木造芝居小屋の歌舞伎の科白・衣裳等に及ぼした影響の研究」は平たく言えば、「江戸時代様式の芝居小屋の舞台・客席における視聴覚レベルの研究」ということである。建築物としては一本目通りの横梁木の長さに制約され、屋根に覆われた内装も木製である。全蓋屋根は外光を遮り終日小屋内を日影の状態に置き、木製内装は音響的効果を期し難い。場内の明かりは明かり窓から入れた。客席の左右高みに並んで設けたのは採光的に合理的だっただけでなく換気にも有効だったが、場内明かりは季節・時刻・天候による光状況に左右された。季節は日本の緯度に最も影響され、地勢状況から季節による気温湿度も変動も大きかった。今日までの歌舞伎学の史的研究では上記のような視点が議論されることが殆どと云ってよいほどなかった。即ち舞台や客席の明かり状況やその変化はどのようであったか、蝋燭照明はどの程度の効用だあったのか、台詞は場内にどのていど聞こえたか等である。遠山静雄著「舞台照明学」を別としてこれと云った古い文献にも研究書も乏しく、進歩したIT技術を援用して調査し研究した。次の5テーマに絞り成果を得た。1 照度と場内:概ね100〜10ルクス。舞台より客席の方が明るい。役者から客が良く見える。2 照度と衣裳:生地9種、各12色で実験。差はあるが、100ルックス以下では黒ずみ、原色が見えない。3 音響と台詞:場内空間が今日の小劇場程度で聴覚上問題はない。プロ70db程度。狂言出自を思わせる術。4 演技:旧来未解決の荒事「見得」に絞り、モーションキャプチャーにより「不動明王の種字」説を提言。5 回舞台:上三河農村舞台(兵庫)調査により面自く見せるための機構と力学を解明。欧州と中国の古劇場を調査し場内照明や舞台機構あるいは演出等比較して旧来説を脱した。
C型慢性肝炎患者においては、いくつかの肝細胞内機能異常が見出さている。核を介した遺伝情報システム異常、小胞体や核における蛋白合成・輸送・分解の異常、そしてミトコンドリアにおけるエネルギー代謝の異常である。私たちはこれまで、主にC型肝炎ウイルス(HCV)コア遺伝子を導入したトランスジェニックマウスを用いて、HCVの肝発癌への直接的な作用を明らかにしてきた。発癌前の肝ではMAPKシグナル伝達経路が活性化され、HCVは細胞内の遺伝情報システムの異常をもたらすことが明らかとなった。一方、コア蛋白は肝において炎症不在下に酸化ストレス(ROS)発生を亢進させている。コア蛋白を発現している肝細胞ではミトコンドリア機能の異常が存在し、それが酸化ストレス産生に関与していることが明らかにされた。これまでのデータでは、ミトコンドリアのコンプレックス1が主な障害箇所であったが、今回、ミトコンドリア・シャペロンであるプロヒビチンを介してコンプレックス4の機能障害も引き起こし、酸化ストレスの増加へ繋がることも明らかとなった。今回、免疫抑制剤であるタクロリムスがコア蛋白によって引き起こされている肝細胞ミトコンドリア電子伝達系機能障害の改善を介して、脂肪酸増加→PPARα活性化→酸化ストレス増加→ミトコンドリア機能障害→脂肪酸増加という負のスパイラルを改善することが明らかになった。HCVを排除できないC型慢性肝炎患者における肝疾患進行抑制へ向けて重要な意義をもつと考えられる。
本年度は,昨年度までに開発したマイクロ灌流培養デバイス内でヒト由来の小腸と肝臓,2臓器細胞の共培養を実現し,薬物動態における吸収(小腸)と代謝(肝臓)のモデル系構築の評価を行った。具体的には2つのコンパートメントからなるマイクロ細胞培養チャンバを構成し,内臓したポンプで培養液の灌流を行いつつ,小腸から肝臓へ向かう代謝経路をテストするためにカフェインとパラコートの2種類の試薬を小腸側に添加した際の肝臓の機能を,細胞形態とアルブミン産生量などから評価した。その結果,本デバイスを用いた共培養系により,化学物質の傾向摂取を想定した体内で起こりうる毒性評価を再現可能であることがわかった。
(長期生態系変動)西部北太平洋における過去数十年の海洋環境と生態系変動の関係についてレビューした結果を論文にまとめ出版した(Chiba et al.2008&2009)。特に十年規模周期の水温偏差に応じた親潮域における生物生産タイミングの経年的変化や(温暖期:早い,寒冷期:遅い),温暖性種の分布の南北移動について報告した。(衛星データによる生物季節的変化の検知)1998-2007年の衛星海色データを用いて北太平洋の基礎生産の季節変動パターンを明らかにした。その結果、水温の上昇が基礎生産に正に働く海域(ベーリング海・親潮混合域)と負に働く海域(アラスカ湾・黒潮海域等)が見られた。また同じく海色衛星データを用いて、西部北太平洋亜寒帯域における植物プランクトンブルームのタイミングの経年変動を調べた結果,十年間でブルームのピークが約一ヶ月遅くなっていることが分った。海洋研究開発機構が同海域で実施している時系列観測の結果では,1998-2007年の間に水深5000mにおけるオパールのフラックスの割合が減少傾向に有り,表層のプランクトン群集組成の変化が示唆されている。本研究の結果から,経年的な環境変化に応じた表層生態系の生物季節的変化が,主要プランクトン種の変遷を招き,結果として海域の生物ポンプ機能に影響を与えていることが推測された。(動物プランクトンによる炭素の鉛直輸送)2006-2008年に調査船「みらい」により採集した表層の動物プランクトンの群集/サイズ組成から摂餌率/排泄率を求め,基礎生産量および亜表層への炭素の鉛直輸送効率との関係について調べた。しかし夏季の高生物生産季においては,それらの間に明確な関係は見られなかった。今後は低生産季について同様の見積をし,その季節変動について明らかにしていく。
1 0 0 0 韻律制御に主体をおいた対話システム
今年度の成果は以下の通りである。a)対話のリズムと韻律制御前年度までの成果に基づいて、対話における話題境界の判別を題材に、韻律情報におけるアクセント句単位でのパラメータを用いて統計的なモデルを学習し、オープンデータに対しても人間と同程度の判別精度が得られることを確認した。(白井・菊池)自然な対話システムを構築する上で重要なシステム側の相槌生成と話者交替のタイミングの決定を、韻律情報と表層的言語情報を用いて行う方法を開発した。この決定法を、実際に天気予報を題材にした雑談対話システムに実装し、被験者がシステムと対話することにより主観的な評価を行い、有用性を確認した。(中川)b)対話音声理解応用対話音声における繰り返しの訂正発話に関する特徴の統計的な分析結果を踏まえ、フレーズ単位の韻律的特徴の併用と訂正発話検出への適用を評価した。また、これらと併せた頑健な対話音声理解のため、フィラーの韻律的な特徴分析・モデル化の検討を行った。(甲斐)c)対話音声合成応用語彙の韻律的有標性について程度の副詞を用い、生成・聴覚の両面から分析を行い、自然な会話音声生成のための韻律的強勢制御を実現した。また、統計的計算モデルによる話速制御モデルを作成し、会話音声にみられる局所話速の分析を進め、自由な話速の制御を可能とした。さらに、韻律制御パラメータが合成音声の自然性品質に及ぼす影響を調べた。(匂坂)d)対話システム上記の成果をまとめ,対話システムを実装した。特に,顔表情の認識・生成システム,声表情の認識・生成システムなどを前年度までに開発した対話プラットホーム上に統合し,パラ言語情報の授受を可能とするリズムある対話システムを構築した。(小林)
1 0 0 0 OA 光赤外大口径望遠鏡・干渉計による原始惑星系円盤の観測と系外惑星探査
1 0 0 0 OA 受粉反応時に「ゲノム障壁」を誘起する花・柱頭因子の分子遺伝学的解析
1 0 0 0 韻律の多様性とその定量的表現
日本語の韻律について,現象面から見た多様性と歌唱における韻律制御の自由度,韻律の個人性,社会的要因の影響,感情との関係,韻律情報の脳内処理に関する神経科学的検討,一般言語学からの考察を行った.(1)特殊な状況での韻律についてのデータから音響的特徴の変動幅を調査した.特殊な発声例として,幼児の矯声における高F_0,高校野球の選手宣誓における平坦F_0,母語との近さや状況による平均F_0の違いなどを調べた.また,制約付きの韻律としての歌唱におけるF_0の特にビブラートについて邦楽と洋楽(ベルカント唱法)を比較した.(2)基本周波数、ホルマント周波数等の音響的特徴と個人性との関係を物理的および知覚的に分析した.同時に,発声速度の異なる音声や,訛りなどに現われる特徴の変化についても研究した.個別音に関する研究としては,連続音声中に現れる鼻音化された/g/について,音響的ならびに知覚的な面から検討した.(3)社会的要因に由来する韻律の多様性.およびアクセント型以外の韻律の地域的多様性について,社会言語学的観点を加えつつ音響音声学的な手法を用いて調査した.具体的には,共通の台詞を種々の方言話者が発声した音声データについての知覚的な印象について検討した.(4)発話に含まれる感情と韻律の関係を多変量解析等の手法を用いて規則として抽出し,その規則に基づいた韻律で音声合成を行い,その有効性を評価した.また,百人一首の韻律やホーミーについても研究した.(5)物理量としての音のどのパラメタが韻律知覚に関与し,脳内のどのような処理によって,韻律知覚が生成されているかを,劣化音声を用いて聴覚神経科学の立場から追究し,韻律知覚生成機構の解明を試みた.(6)一般言語学の立場から,ピッチアクセント言語である日本語の韻律をストレスアクセント言語における韻律と比較することによって,音声におけるアクセント付与の普遍性について考察した.
(1)反射炉;反射炉の発掘調査結果を種々検討した。重要な結果は、反射炉の基礎部分の寸法が、ヒューゲニンの技術書の寸法にほぼ一致する。2炉・2煙突をもつ基本的な反射炉で、2号炉である。水気防止や強度向上のための工夫と苦労が薩魔人独自の石組の緻密さに見られ、薩摩焼の陶工による耐火煉瓦の焼成が典型である。反射炉建造は壮大な集成館事業の種々採用された諸技術の中核をなし、日本の近代化の先駆的事業であったことが確認される。(2)建築,集成館事業の第一期斉彬時代に、外観は日本の伝統的木造建築で、柱間寸法と小屋組が特徴、機械設備を入れる広い内部空間確保のための試みがみられる。第二期忠義時代(薩英戦争後)は、石造機械工場や鹿児島紡績所の建築など大規模な洋風工場建築の時期。後者の建築には外国人と直接関わり、近代建築技術を摂取した。「薩州見取絵図」や写真・現地測量・地下探査調査結果を踏まえ、コンピュータ解析し、第二期の工場群配置図と模型を完成した。(3)水車動力,川上取水口での流量測定の結果及び磯地域で発見された当時の水路溝の落差・断面積から熔鉱炉や鑚開台で使用の在来型木製縦型上掛け水車の動力を見積った。国内外の水車の歴史を総括し、薩摩藩の鉱山や集成館の水車の技術史上の位置を考察した。(4)工作機械,尚古集成館所蔵のオランダ製形削り盤(重文)の各部の寸法を測定して、図面化した。また、その運動解析を行い、バイトの運動状態とストロークとの関連などを解明した。(5)紡績技術,2種類の「薩州見取絵図」にある綿繰機、広幅織機の絵図を詳察し、復元可能な製作図面を作成し、綿繰機復元に着手した。薩摩藩の綿繰機のわが国繊維技術史における位置付けを検討した。英国プラット社が鹿児島紡績所に輸出した機械類のリストを同国で見出し、従来の定説と比較検討した。
1 0 0 0 OA 海港をとりまく地域社会-「地域」からの日中交流史-
本研究の目的は、国家間の次元ではなく、よりミクロな地域に視点を置き、東アジア海域における交流の歴史を、多角的に分析することにある。これまで、海は国境という観点からとらえられることが多かった。我々は、多くの地域を相互につなげる交流の場という海の役割に注目した。具体的には、浙江省の寧波と江蘇省や福建省の海港地域に着目して、文化的・経済的交流の諸相を分析し、東アジア海域における日中交流の歴史的展開を解明した。
1 0 0 0 超高圧反応を基軸とする高効率官能基変換プロセスの実現
本研究は、高効率な官能基変換プロセス実現のために、超高圧反応場の有用性を明らかにするとともに、そこから得られる情報を最大限に活用し、革新的な有機合成反応の開発に繋げることにある。その結果、以下の成果を得ることに成功した。1.アセタール類の無触媒的シアノ化反応の開発:アセタール類のシアノ化反応は、通常ルイス酸触媒存在下、アセタールとシアノ化剤との組み合わせで行われる。これに対し、Me_3SiCNをシアノ化剤とし、ニトロメタン溶媒中高圧反応を行うと、無触媒でも望むシアノ化反応がきれいに進行することを見つけた。2.アントラキノン類の高圧縮合反応を基軸とするステントリンの直接合成:我々は、ペリレンキノン系色素の構造と生理活性に興味をもちそれらの合成研究を行っている。今回、アントラキノン誘導体の二量化反応による直接的な合成を検討し、アルカリ条件下、過剰のヒドロキノンを加え高圧反応を行うと、目的とするジメチルステントリンCが好牧率で得られることを見つけた。3.尿素類の高圧縮合反応を基軸とするBiginelliタイプの多成分連結反応:Biginelli反応は尿素と活性メチレン化合物、アルデヒドとの3成分連結反応として、ジヒドロピリミジノン系化合物合成の重要な反応である。今回、低反応性ケトンを基質として、脱水剤となる(MeO)_4Si及び酸触媒存在下高圧縮合反応を行うと、期待する多成分連結生成物が牧率よく得られることを見つけた。4.新規屋根型キラルアリールプロリン触媒の開発:有機不斉触媒の開発と利用を目的とした合成研究の一環として、アントラセンのDiels-Alder反応を出発とする新規屋根型キラルアリールプロリン触媒を分子設計した。この計画を実行に移すため、アントラセンと無水マレイン酸とのDiels-Alder付加物を出発として、光学分割を経由する方法で不斉触媒の開発を行った。
1 0 0 0 網膜視細胞発生に関わる分子の網羅的解析
- 著者
- 古川 貴久
- 出版者
- (財)大阪バイオサイエンス研究所
- 雑誌
- 特定領域研究
- 巻号頁・発行日
- 2006
我々は網膜の発生の中でも、網膜視細胞の発生機構の解明を目指している。我々は以前、視細胞の運命決定の鍵をにぎる因子がOtx2であることを明らかにした。我々はOtx2 CKOマウスの網膜(視細胞がまったく形成されない)と正常の網膜の遺伝子発現をマイクロアレイによって発現比較解析し、視細胞の分化、視細胞の形態形成、シナプス形成ならびに機能に重要な遺伝子群をまとめて同定し、視細胞発生のメカニズムの解明を目指している。今年度までの研究から、実際我々は生後12日目、1日目、胎生17.5日目でのマイクロアレイを行い、281遺伝子がOtx2ノックアウト網膜において有意義に低下していることを見いだした。その中の一つ、視細胞特異的な発現を示し、ラミニンドメインを持つ細胞外マトリックス蛋白質をコードする新規遺伝子pikachurinについて、ノックアウトマウス(KO)を作成し生体レベルでの機能解析を行った。Pikachurinは視細胞リボンシナプスのアクティブゾーンに局在し、KOマウスでは双極細胞樹状突起のリボンシナプスへの陥入が有意に減少していた。網膜電位図では、優位な遅延が認められ、シナプス伝達の遅れが観察された。これらの結果からpikachurinは視細胞-双極細胞の特異的シナプス形成に重要な役割を果たす細胞外マトリックスタンパク質であることが示された。さらに、我々はpikachurin KOの網膜電位図が筋ジストロフィー患者の示す網膜の電気生理学的異常と似ていることから、pikachurinとDystroglycanとの相互作用について検討した。実際、我々はpikachurinのラミニンドメインがalpha-Dystroglycanと糖鎖部分で結合することを見出した、つまりpikachruinはDystroglycanの新たなリガンドであることを示した。これらの結果から、我々はpikachurinとalpha-Dystroglycanの結合が網膜における精密なシナプス形成に重要であることが明らかとなり、さらに筋ジストロフィー患者の網膜生理異常の分子メカニズムの一端も解明された。現在、これらの結果についての論文投稿中である。
1 0 0 0 OA イオン液体のダイナミックスとイオン性の評価に基づく機能設計
- 著者
- 渡邉 正義 今林 慎一郎 小久保 尚
- 出版者
- 国立大学法人横浜国立大学
- 雑誌
- 特定領域研究
- 巻号頁・発行日
- 2005
イオン液体はイオンのみからなる液体であり、不揮発性、熱安定性、不燃性、高イオン伝導性などの特徴を有するため、水、有機溶媒に続く第三の溶媒として認められつつある。本研究では、「イオン液体の自己解離性を表すパラメータ」を評価する方法を確立し、これをイオン液体の「イオニシティー」と定義した。イオン液体の性質はこのイオニシティーと密接に相関し、この値が高いイオン液体は上記のような典型的イオン液体としての性質を示すことを見出した。またイオンニシティーの評価に基づき、新しい材料やデバイスのための新型溶媒・電解質として設計された機能性イオン液体を開発した。
1 0 0 0 新幹線の技術開発の系譜に関する研究
昨年度に引き続き以下を行った。1.資料調査・データベースの構築 2.聞き取り調査 新幹線の技術開発にあたった当事者、関係者に5分野のインタビューを行い、証言記録として整理した。3.データ分析 聞き取り調査の結果と資料調査の結果について、整合性をとるための検証作業を行い、新幹線を完成させるために必要であった個々の要素技術を分析し整理した。最終年度なので以上得られた成果をまとめて以下の目次の報告書(300頁)を70部作成し、関係箇所に配布した。1.はじめに2.研究の目的3.研究の方法4.東海道新幹線の経緯4.1東海道新幹線以前の技術動向4.2東海道新幹線計画の具体化4.3東海道新幹線の着工から完成まで5.東海道新幹線の技術系譜5.1計画5.2軌道5.3分岐器5.4土木5.5車両5.6電力5.7集電5.8信号5.9その他5.10まとめ6.聞き取り調査記録6.1全体・車両:田中眞一氏6.2軌道:渡辺偕年氏6.3車両:石澤應彦氏6.4信号:遊佐 滉氏6.5電力:三浦梓氏6.6集電:織田修氏・滝澤伸一氏6.7土木:仁杉 巌氏6.8分岐器:佐藤泰生氏7.日本の技術開発7.1技術者に望まれること7.2世界との関連7.3現場の技術力の重要性7.4他分野技術の応用8.あとがき参考文献、新幹線関連雑誌記事調査リスト
1 0 0 0 OA ダスト降下に伴う海洋表層生物群集の応答と気候へのフィードバック
本研究は、DMSなどの生物起源ガスを計測するグループに海域の生物学的な情報を提供し、その変動機構を推測する一助となった。また、台風通過を再現する培養実験により、台風通過時には大型植物プランクトンである珪藻が卓越し海域の炭素循環や食物網構造を変えることを明らかにした。クロロフィルセンサー付きアルゴフロートは、台風には遭遇しなかったが幾つかのアノマリーを観測している。知見の少なかった亜熱帯の動物プランクトンに関しては、極域で特徴的にみられる、季節的な鉛直移動が亜熱帯種においても多く観察され、台風など時空間的に予測できない高い生産が、亜熱帯の生物生産を支えている可能性を示唆した。
1 0 0 0 マグマ発泡現象の4次元観察とそのメカニズムの研究
本研究は、火山爆発の原因であるマグマ発泡現象のアナログ実験として含水珪酸塩ガラスの加熱発泡実験をおこない、高分解能X線CT装置によるマイクロトモグラフィーを用いた3次元構造の時間発展(4次元構造)の観察法と解析法を確立し、さらにこれにより発泡過程とそのメカニズムを理解しようとするものである。平成17年度に含水流紋岩質ガラス(黒曜石)を用いて確立した観察法・解析法を、本年度は含水玄武岩質ガラスに適用した。天然物には実験に適したサンプルがないので、サンプルは内熱式高圧炉で合成した。これをステンレス製の字具に固定し、一定温度(675,700℃)で一定時間(5〜20分)加熱後冷却しCT撮影をおこなうというサイクルを繰り返した。CT撮影はSPring-8のBL20B2においておこなった(25keV、画素サイズ:3.14μm1344x1344マトリクス)。これにより、従来知られていない発泡様式を発見した。玄武岩質ガラスではサンプルの壁などから不均一核形成が始まり、数100ミクロンの泡へと成長していく。やがてサンプル壁のある場所より、多数の微細な泡(1ミクロン程度)が発生し、この泡に富む部分がシャープな境界を持ちながらサンプル内部に向かって一定速度で進行し、やがて発泡は停止する。流紋岩質ガラスでは均一核形成・成長によってのみ発泡を続けたのと対照的である。多数の微細な泡の生成によって、効率的に水を系外に逃がすことができるので、非爆発的な噴火が予想される。実際の高温での減圧発泡においても、この発泡様式がおこるとすれば、玄武岩質マグマの非爆発的な噴火を、今回新しく発見した発泡様式で説明することができる。今後、さらなる超高分解能でのCT撮影や、条件を変えた実験、また天然の玄武岩の組織観察などにより、これを検証することが必要である。