Exploring habitability on Early Mars from Environmental Science Approaches

从环境科学方法探索早期火星的宜居性

基本信息

批准号：
21H04515
负责人：
福士圭介
金额：
$ 27.96万
依托单位：
Kanazawa University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-05 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

現在火星は寒冷・乾燥化した惑星であるが、約40億年前は温暖な時期があり、表面では大規模な水循環が存在していたことが明らかとなっている。NASAの火星探査車のキュリオシティおよびパーサヴィアランスはかつての湖沼に降り立ち、初期火星に存在した水環境および生命の痕跡を探査している。本研究では、NASA火星探査車により得られる分析データを独自の手法により解析することで、初期火星に存在した液体の水の水質を定量的に復元する。また同様の検討を日本独自の惑星探査装置に適用するための手法・技術開発も行う。キュリオシティが探査を行ったゲールクレータMurray formationのKarasberg (KB) memberから得られた分析データを解析することにより、かつて存在した液体の水の水質復元を行った。なおこの層準は以前我々が水質復元に成功したYellowknife Bay (YKB) formationの上位層に相当する。YKBにかつて存在した液体の水は中性・やや高塩分であり、堆積物を含めた系は酸化還元非平衡状態になったのに対し、KBでは低pH・高塩分であり、系は酸化還元非平衡がほぼ認められず強く酸化的であることが認められた。YKBに存在した水はかつてのゲールクレータに存在した湖沼水質を色濃く反映している一方、KBに存在した水は湖沼が失われた後の時代に小規模に生じた突発的な後期流体を反映していることが推測された。ゲールクレータには堆積性の炭酸塩はほとんど認められてない。今回推測した後期流体の水質に基づくと、地表に大規模な水循環が存在した時代に炭酸塩が分布していたとしても、それらは後期流体の作用により酸溶解し消失した可能性があることが定量的に示された。また本年度パーサヴィアランスに搭載されているラマン分光と同様の仕様を有する装置の作成に着手した。

目前，火星是一个寒冷而干旱的星球，但大约40亿年前有一个温暖的季节，并且据透露地面上有一个大规模的水上周期。 NASA的火星漫游者好奇心和持久性降临在前湖泊上，并探索了早期火星上存在的水环境和生活痕迹。在这项研究中，使用NASA火星流动站获得的分析数据使用独特的方法分析，以定量恢复早期火星上存在的液体水的水质。我们还将开发方法和技术，以将类似的研究应用于日本独特的行星勘探设备。通过分析从Gael Crater Murray形成的Karasberg（KB）成员获得的分析数据，这是好奇心探索的，我们从以前现有的液态水中恢复了水质。该水平对应于耶洛奈夫湾（YKB）地层的上层，我们以前成功地恢复了水质。先前在YKB中存在的液态水是中性的，盐度略高，包括沉积物在内的系统变成了氧化还原非平衡状态，而KB的pH值低，盐度很高，并且发现该系统具有很强的氧化，几乎没有观察到非氧化还原非平衡的。据推测，YKB中存在的水强烈反映了过去盖尔火山口中存在的湖泊和水质的质量，而KB中存在的水反映了湖泊丢失后在该时代的小规模发生的突然晚期液体。 Gael陨石坑中很少有沉积碳酸盐。根据我们这次推测的晚期流体的水质，可以定量地表明，即使在表面上存在大规模的碳氢化合物的年龄段分布碳酸盐，它们也可能被酸溶解并且由于晚期流体的作用而消失。我们还开始创建一种设备，其规格类似于今年持久性的拉曼光谱法。

项目成果

期刊论文数量（13）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

An experimental study of photo-oxidation of Fe(II): Implications for the formation of Fe(III) (hydro)oxides on early Mars and Earth

Fe(II) 光氧化的实验研究：对早期火星和地球上 Fe(III)（氢）氧化物形成的影响

DOI：
10.1016/j.gca.2021.02.006
发表时间：
2021
期刊：
Geochimica et Cosmochimica Acta
影响因子：
5
作者：
Tabata;H.;Sekine;Y.;Kanzaki;Y.;Sugita;S.
通讯作者：
S.

Anaerobic Microscopic Analysis of Ferrous Saponite and Its Sensitivity to Oxidation by Earth’s Air: Lessons Learned for Analysis of Returned Samples from Mars and Carbonaceous Asteroids

皂石亚铁的厌氧显微分析及其对地球空气氧化的敏感性：火星和碳质小行星返回样品分析的经验教训

DOI：
10.3390/min11111244
发表时间：
2021
期刊：
Minerals
影响因子：
2.5
作者：
Noda Natsumi;Yamashita Shohei;Takahashi Yoshio;Matsumoto Megumi;Enokido Yuma;Amano Kana;Kawai Takahiro;Sakuma Hiroshi;Fukushi Keisuke;Sekine Yasuhito;Nakamura Tomoki
通讯作者：
Nakamura Tomoki

Reconstruction of water chemistry in ancient liquid water from the Murray formation, Gale Crater, Mars

重建火星盖尔陨石坑墨累地层古代液态水中的水化学

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Fukushi;K.;Sekine;Y.;and Rampe;E.B.
通讯作者：
E.B.

Solubility of amorphous magnesium carbonate: Implication for Mg-carbonate formation on Early Mars.

无定形碳酸镁的溶解度：对早期火星上碳酸镁形成的影响。

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Kitajima;T.;Fukushi;T.;and Sekine;Y.,
通讯作者：
Y.,

サポナイト層間における陽イオン交換選択係数の測定

皂石层间阳离子交换选择性系数的测定

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Hadid L. Z.;Gnot V.;Aizawa S.;Milillo A.;Zender J.;Murakami G.;Benkhoff J.;Zouganelis I.;Alberti T.;Andr? N.;Bebesi Z.;Califano F.;Dimmock A. P.;Dosa M.;Escoubet C. P.;Griton L.;Ho G. C.;Horbury T. S.;Iwai K.;et al;野路陽平・福士圭介・徳門弘都
通讯作者：
野路陽平・福士圭介・徳門弘都