Estiamtion of the internal evolution of Mars

火星内部演化的估计

• 批准号: 18J02005
• 负责人: 小池 みずほ
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Hiroshima University (2020)Japan Aerospace EXploration Agency (2018-2019)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-04-25 至 2021-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18J02005/
• 关键词: 火星隕石; 40億年前; 炭酸塩; 局所分析; 有機窒素; 有機窒素化合物; 局所非破壊分析; 炭酸塩鉱物; 火星の古環境解明; 揮発性元素; 局所同位体分析; 局所化学種解析

太古の火星は海や湖などの液体表層水を保持していたが、時代とともに水を失い現在の乾燥寒冷な表層環境へと変化した。近年の調査により、火星の地表付近には現在も有機物が存在する可能性が指摘されている。しかし、その起源や保存メカニズム、火星の生命環境史との関係などは解明されていない。本研究の目的は、太古の火星環境を火星由来の岩石試料（火星隕石）の地球化学記録から解明することである。40億年前の火星隕石 ALH84001は、当時の火星の水から沈殿した炭酸塩鉱物の微小粒を含み、太古の火星環境を紐解く鍵となる。先行研究で、この炭酸塩粒に保持された有機炭素の存在が指摘されてきたが、主に技術的なハードルから、他の軽元素の挙動は十分に調べられていなかった。一方、窒素(N)は地球型惑星の大気-水-岩石圏 (および生命圏) のトレーサーとして重要な元素である。そこで本研究では、この炭酸塩にごく僅かに含まれた窒素の化学形態に着目し、微小試料の低汚染準備法を開発し、さらに大型放射光施設SPring-8軟X線ビームラインによる局所X線吸収端近傍構造分析（XANES）を利用することで、火星の窒素の局所非破壊分析を実現した。その結果、ALH 84001の炭酸塩が有機窒素を含み、硝酸等の無機窒素は検出限界以下であることが明らかとなった。有機窒素は、40億年前の火星に隕石などの形で外部から供給されたか、火星上でのアンモニアを介する有機化学反応で生成された後、水-岩石反応による炭酸塩の形成に取り込まれて長期間保存されたと考えられる。本研究結果は、40億年前の火星表層が現在より還元的で、窒素を含む有機化学反応が進行する初期地球に近い環境であった可能性を示唆する。

在远古时代，火星拥有海洋、湖泊等液态地表水，但随着时间的推移，它失去了水分，变成了现在干燥、寒冷的地表环境。最近的研究指出，有机物可能仍然存在于火星表面附近。但其起源、保存机制以及与火星生命历史和环境的关系尚未阐明。这项研究的目的是从火星岩石样本（火星陨石）的地球化学记录中阐明古代火星环境。 40 亿年前的火星陨石 ALH84001 含有碳酸盐矿物的微观颗粒，这些颗粒是当时从火星上的水中沉淀出来的，掌握着了解古代火星环境的关键。先前的研究指出碳酸盐颗粒中存在有机碳，但其他轻元素的行为尚未得到充分研究，这主要是由于技术障碍。另一方面，氮（N）是类地行星大气、水和岩石圈（和生物圈）的示踪剂的重要元素。因此，本研究重点关注碳酸盐中氮的化学形态，开发了一种低污染的微量样品制备方法，利用线性吸收近边结构分析（XANES）实现了局部无损分析。火星上的氮。结果表明，ALH 84001的碳酸盐中含有有机氮，硝酸等无机氮均低于检测限。有机氮要么在 40 亿年前以陨石的形式从外部供应到火星，要么是在火星上由氨介导的有机化学反应中产生的，然后通过水-岩石反应融入碳酸盐形成中，人们认为它是为了储存而储存的。很长一段时间。这项研究的结果表明，40亿年前的火星表层可能是一个比今天更加还原的环境，涉及氮的有机化学反应在类似于早期地球的环境中进行。

项目成果

(academist Journal) 40億年前の火星の有機物を発見

（院士杂志）火星上发现40亿年前的有机物

The Open University(英国)

英国开放大学

Carnegie Institution of Washington(米国)

华盛顿卡内基研究所（美国）

Migration of D-type asteroids from the outer solar system inferred from carbonate in meteorites

从陨石中的碳酸盐推断出来自外太阳系的 D 型小行星的迁移

• 发表时间: 2019
• 影响因子: 14.1
• 作者: Fujiya; W.; Hoppe; P.; Ushikubo; T.; Fukuda; K.; Lindgren; P.; Lee; M. R.; Koike; M.; Shirai; K.;Sano; Y.
• 通讯作者: Y.

火星隕石から探る火星の表層環境進化

从火星陨石探索火星表面环境演化

• 发表时间: 2021
• 作者: 小池みずほ