Elucidation of an unique organic matter maturation cycle in the Paleoproterozoic: potential driving force for life diversification

阐明古元古代独特的有机质成熟循环：生命多样化的潜在驱动力

基本信息

批准号：
22K03790
负责人：
石田章純
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

コロナ禍による行動制限で現地調査など一部の研究活動に支障はあったものの，手持ちの試料を用いた代替プランや新しく導入した分析手法の検討，次年度に予定していた分析法の開発に着手するなど，研究計画以上に順調に研究は進行している．段階燃焼法を用いた堆積岩試料の窒素同位体比分析法においては，初期原生代の大規模有機物脈の代表的な地層であるロシア，ザオネガ層の分析を継続して行い，有機物捕獲相と鉱物捕獲相の窒素それぞれに異なる値が見られることを初めて明らかにした．こうした窒素同位体比の差異は受けてきた地質的プロセスの違いを反映している．本研究では最大10‰以上もの異常を見出し，これを説明するには，当時の主となる生態系による元素循環とは全く独立して，地下などで熱熟成された有機物が石油化し海底から再び湧き出るような特殊な有機物の循環経路を想定する必要がある．これまでローカルな地質現象として少数の報告があったのみであった「初期原生代の石油脈」について，本研究により初めて同位体地球化学的に整合的な新たな証拠を提唱できた．この成果を投稿論文としてまとめている．さらにこれらの違いがカナダ，ガンフリント層の有機物脈，アメリカ，マーケット層の有機物脈でも見られ，当時の海洋にグローバルに起こった現象なのかを検証を進めている．窒素に加え炭素，硫黄による新たな評価法を開発するために，分析法の検討を進めている．ガスクロマトグラフ(GC)連結型の同位体質量分析計(GC-C-IRMS)の導入により，所属研究室で微量CO2の同位体比分析が可能となった．これを活用し，これまで本研究分野では前例のない，「段階燃焼炭素-窒素同位体測定法」の開発に取り組んでいる．本年度はGC-C-IRMSの導入とメソッド開発，また既存の段階燃焼ラインにおいて燃焼で生じるCO2を窒素と分集可能なラインの増設に取り組み始めた．

尽管COVID-19大流行对行为的限制阻碍了一些研究活动，例如现场调查，但研究计划的进展比其研究计划的进展更加顺利，使用了他们手头的样本，研究了引入的新分析方法，并开始开发明年计划的分析方法。在使用舞台燃烧方法分析沉积岩石样品的氮同位素比时，我们继续分析俄罗斯的Zaonega层，俄罗斯是早期proterorogiac Era的大规模有机静脉的代表性层，并首次揭示了在有机体和矿物捕获阶段中首次看到硝基的价值。氮同位素比率的这些差异反映了经历的地质过程的差异。这项研究发现异常高达10‰，为了解释这一点，有必要假设一种特殊的有机物循环路径，在这种情况下，有机物的地下有机物热成熟或其他区域变成石油，并从海底再次弹簧，完全独立于当时主要生态系统的元素循环。这项研究是第一个提出新的同位素在地球化学上一致的证据的人，该证据是“早期的纯净石油静脉”，以前曾报道过这是局部地质现象。该结果总结为提交的论文。此外，这些差异也可以在加拿大的炮素形成中以及美国的市场形成中观察到，并正在研究这种现象是否在当时的海洋中发生在全球范围内。我们目前正在考虑除了氮之外，还考虑使用碳和硫开发新评估方法的分析方法。随着气相色谱仪（GC）连接的同位素质谱仪（GC-C-IRMS）的引入，已经有可能在我们的实验室分析痕量CO2的同位素比。使用此过程，我们正在开发“阶段燃烧碳氮同位素测量方法”，这在该研究领域从未见过。今年，我们开始致力于引入GC-C-IRMS和开发方法，并添加了一条可以从现有阶段燃烧线中燃烧产生的二氧化碳中收集氮的线。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Microscale Simultaneous Measurement of Carbon and Nitrogen Isotopes on Natural Diamond

天然钻石碳氮同位素的微尺度同步测量

DOI：
10.1111/ggr.12485
发表时间：
2023
期刊：
Geostandards and Geoanalytical Research
影响因子：
3.8
作者：
Ishida, Akizumi;Kitajima, Kouki;Hashizume, Ko;Spicuzza, Michael J.;Zaitsev, Alexander;Schulze, Daniel J.;Valley, John W.
通讯作者：
Valley, John W.