太古代から原生代への地球大気変動に果たしたマントルの役割

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本研究では、約24億年前に起きた大酸化事変 (GOE)に果たした固体地球変動の役割を解明することを目的として、マントルを含めた物質循環を主に硫黄同位体異常や微量元素分析等を用いて追跡する。本年度は、新型コロナウイルスの感染拡大により延期を余儀なくされていたオーストラリア野外調査を実施した。イルガルン地塊の緑色岩帯に産するコマチアイト（27億年前）とそれに伴う玄武岩質溶岩を主体に採取されたおよそ650試料は、西オーストラリア大の協力により東京工業大学に無事搬入され、現在データ取得に必要な試料調整が進んでいる。一方、負の33S同位体異常を示すジンバブエ産コマチアイト(27億年前)の解析を進めた結果、起源マントル物質に地球表層に由来する硫黄が混染していたことが改めて示された（Kubota et al., 2022）。この結果は27億年前に既に沈み込みが生じていた重要な証拠となり得るため、プレートテクトニクス開始時期に関する論争を大きく進展させるものである。一方、オーストラリア、ピルバラ地域に産する27億年前のコマチアイトの強親鉄性元素組成を解析した結果、起源マントル物質に含まれる強親鉄性元素は現在のマントルと同程度であり、同時代のジンバブエ産コマチアイトに認められる特徴と大きく異なることが判明した。今後は、マントルの地域不均質性に着目したデータ取得および解析を進めることでマントル酸化還元状態の変動要因やGOEとの因果関係について詳細な検討を行う予定である。