Elucidation of "nitrogen-cycle" and its long-term evolution on Martian surface

火星表面“氮循环”及其长期演化的阐明

基本信息

批准号：
21H01149
负责人：
小池みずほ
金额：
$ 11.32万
依托单位：
Hiroshima University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的は、火星における窒素の循環メカニズムの解明と、その変遷プロセスの追跡である。太古の火星は現在に比べ湿潤・還元的であり、生命誕生前の地球同様に無生物的な窒素循環が卓越していた可能性がある。火星隕石などの岩石試料には、かつての表層水や土壌の地球化学情報が記録されていると期待される。本研究では、火星試料から太古の窒素の挙動を制約するために、様々な時代を反映する火星隕石を対象に、[1]どこに・どのような窒素化学種が存在するかを調べ、[2]その窒素同位体比を明らかにする。あわせて、[3]火星表層環境での窒素同位体分別を評価する。本年度研究において、上記[1]-[3]すべての研究計画の要となる、[0]クリーン環境下での試料準備法をまず確立した。独自の汚染低減プロトコルを作成・改良することで、火星隕石中のごく微量な窒素を検出可能にした。さらに、[1]窒素化学種分析について、本年度中に大型放射光施設SPring-8の軟X線ビームラインBL27SUでのビームタイムを頂き、5種類程度の火星隕石、および、形成環境が火星と類似していると思われる地球岩石試料（火星アナログ試料）の窒素を測定した。その結果、隕石試料ごとに窒素の化学種と濃度にばらつきが見られることが判明した。一方、火星アナログ試料では局所的にアンモニウムなどの還元的な窒素が濃集していることが明らかとなった。形成年代が同一の火星隕石であっても、それぞれの母岩がおかれた環境（火星上での形成場や水質変成、衝撃変成などの諸条件）に応じて、異なる窒素リザバーを記録してきたものと予想される。

本研究的目的是阐明火星上的氮循环机制并追踪其转变过程。古代火星比现在更湿润，也更贫瘠，并且可能存在非生物氮循环，类似于生命诞生前的地球。火星陨石等岩石样本有望记录过去地表水和土壤的地球化学信息。在本研究中，为了约束火星样本中古代氮的行为，我们研究了[1]反映各个时代的火星陨石中存在哪些氮物种以及何种氮物种，并[2]]阐明了其氮同位素比。此外，[3]我们将评估火星表面环境中的氮同位素分馏。在今年的研究中，我们首先建立了[0]洁净环境中的样品制备方法，这是上述所有研究计划[1]-[3]的关键。通过创建和改进独特的污染减少协议，他们能够检测到火星陨石中的微量氮。此外，关于[1]氮物种分析，我们将在本财年在大型同步辐射设施SPring-8的软X射线束线BL27SU接收束流时间，我们将能够识别大约5种火星物质在被认为受到污染的地球岩石样本（火星模拟样本）中测量到了与火星相似的陨石及其形成环境。结果发现，不同陨石样品的氮化学种类和浓度各不相同。另一方面，据透露，还原性氮（例如铵）局部集中在火星模拟样品中。即使对于相同形成年龄的火星陨石，根据每个母岩所处的环境（火星上的形成地点、水质变质作用、冲击变质作用等条件），也会记录到不同的氮库。那

项目成果

期刊论文数量（32）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Uranium-lead dating of zircon and phosphate minerals in a highly-shocked eucrite Northwest Africa 13166

西北非 13166 高度震动的锂辉石中锆石和磷酸盐矿物的铀-铅定年

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Sumiya;Y.;Koike;M.;Onishi;K.;Kurokawa;A.;Takahata;N.;Asanuma;H.;and Sano;Y.
通讯作者：
Y.

The Mars system revealed by the Martian Moons eXploration mission

DOI：
10.1186/s40623-021-01417-0
发表时间：
2022-01
期刊：
Earth, Planets and Space
影响因子：
0
作者：
K. Ogohara;H. Nakagawa;S. Aoki;T. Kouyama;T. Usui;N. Terada;T. Imamura;F. Montmessin;D. Brain;A. Doressoundiram;T. Gautier;T. Hara;Y. Harada;H. Ikeda;M. Koike;F. Leblanc;R. Ramirez;E. Sawyer;K. Seki;A. Spiga;A. Vandaele;S. Yokota;A. Barucci;S. Kameda
通讯作者：
K. Ogohara;H. Nakagawa;S. Aoki;T. Kouyama;T. Usui;N. Terada;T. Imamura;F. Montmessin;D. Brain;A. Doressoundiram;T. Gautier;T. Hara;Y. Harada;H. Ikeda;M. Koike;F. Leblanc;R. Ramirez;E. Sawyer;K. Seki;A. Spiga;A. Vandaele;S. Yokota;A. Barucci;S. Kameda

火星の表層環境史解明に向けた局所窒素化学種解析

当地氮形态分析以阐明火星表面环境的历史

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
大西健斗;小池みずほ;黒川愛;住谷優太;中田亮一;菅原春菜;臼井寛裕
通讯作者：
臼井寛裕

A New Constraint on the Physicochemical Condition of Mars Surface during the Amazonian Epoch Based on Chemical Speciation for Secondary Minerals in Martian Nakhlites

基于火星 Nakhlite 次生矿物化学形态对亚马逊时期火星表面物理化学条件的新约束

DOI：
10.3390/min11050514
发表时间：
2021
期刊：
Minerals
影响因子：
2.5
作者：
Suga Hiroki;Suzuki Keika;Usui Tomohiro;Yamaguchi Akira;Sekizawa Oki;Nitta Kiyofumi;Takeichi Yasuo;Ohigashi Takuji;Takahashi Yoshio
通讯作者：
Takahashi Yoshio

EXAFS Determination of Clay Minerals in Martian Meteorite Allan Hills 84001 and Its Implication for the Noachian Aqueous Environment

EXAFS 测定火星陨石 Allan Hills 84001 中的粘土矿物及其对诺亚水环境的意义

DOI：
10.3390/min11020176
发表时间：
2021
期刊：
Minerals
影响因子：
2.5
作者：
Nakada Ryoichi;Tanabe Gaku;Kajitani Iori;Usui Tomohiro;Shidare Masashi;Yokoyama Tetsuya
通讯作者：
Yokoyama Tetsuya