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

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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。