地球内部の希ガス及び窒素の存在度・同位体組成の4Dマッピング:揮発成分からみた地球層構造の進化史の解明

地球内部稀有气体和氮气丰度和同位素组成的4D绘图：从挥发性成分角度阐明地球层结构的演化历史

• 批准号: 12740306
• 负责人: 松本 拓也
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2001
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-12740306/
• 关键词: 地球化学; 同位体; 希ガス; マントル; 物質循環; コマチアイト; 超塩基性岩; ヘリウム; ネオン; アルゴン

地球深部マントル起源物質の極微量希ガス同位体組成を用いて、地球層構造の形成史や、全地球的な物質循環過程を探ることを目的とした。本研究では特に、プレートの沈み込みに伴う物質分化や、地球形成初期の同位体情報を得ることを主眼とした。プレート沈み込み帯に関しては、北海道ホロマン地域の超塩基性岩の希ガス同位体測定を行い、プレートとともに深部に持ち込まれる地球大気成分がマントルに存在することを初めて明らかにした。また、このような過程で運び込まれた地球表層の揮発成分が大陸下のマントルにも保持されていることを、希ガスと窒素の同位体組成測定結果を元に示した。これらは、同位体組成を用いた地球分化史再構築の研究に新たな制約条件を与える観測として非常に意義深いものである。また、ヘリウム同位体の進化モデルを計算機実験により構築し発表した。数値モデルとの整合性を探るために太古代のコマチアイトの同位体測程も行い、27億年前のマントルに、ある種の隕石に報告されるような非常に始原性の高いヘリウムが存在することを明らかにした。これらの結果は国際誌に4編の原著論文として発表済みである。加えて、プレート沈み込み帯の全地球的物質循環への役割をさらに明らかにするために、近畿地方各地の温泉ガス試料の採取と同位体および主成分測定を行った。沈み込み帯での温泉ガス組成は非常に深部(マントル)からのガスの供給過程と浅所の地質の両者に関連することがわかった。現在、これらガス試料の研究結果に関して発表準備中である。

The origin of the earth's deep particles, such as the composition of isotopes, the history of the formation of the earth's layer structure, and the process of material circulation throughout the earth In this study, we have obtained information about isotopes in the early stages of the formation of the earth The determination of the isotopic composition of the ultrabasic rocks in the Hokkaido region is carried out in the middle and deep regions. The results of isotope composition determination of the earth's surface and subsurface are presented. A study on the reconstruction of the history of earth differentiation based on the composition of isotopes The evolution of the isotope is the result of computer implementation. The number of meteorites reported 2.7 billion years ago is very high in origin and exists in the future. The result of this paper is that the original paper in the fourth edition of the International Journal is published in the journal. In addition, the material circulation of the whole earth in the middle of the earth is divided into two parts: the first part is the collection of hot spring samples in recent places, and the second part is the determination of isotope principal components. The composition of hot springs in the deep zone is related to the supply process of hot springs in the shallow zone. Now, the results of this study are in preparation.

项目成果

A.Seta: "Concurrent evolution of 3He/4He ratio in the Earth's mantle reservoirs for the first 2Ga"Earth and Planetary Science Letters. 188. 183-191 (2001)

A.Seta：“第一个 2Ga 地球地幔储层中 3He/4He 比率的同时演化”《地球与行星科学快报》。

T.Matsumoto: "Concomitant occurence of primordial and recycled noble gases in the Earth's mantle"Earth and Planetary Science Letters. 185. 35-47 (2001)

T.Matsumoto：“地幔中原始气体和再循环惰性气体的同时出现”《地球与行星科学快报》。

T.Matsumoto: "Recycled noble gas and nitrogen in the subcontinental lithospheric mantle : implications from N-He-Ar in fluid inclusions of SE Australian xenoliths"Geochemical Journal. (印刷中). (2002)

T. Matsumoto：“次大陆岩石圈地幔中的回收稀有气体和氮气：澳大利亚东南部捕虏体流体包裹体中 N-He-Ar 的影响”《地球化学杂志》（2002 年出版）。

T.Matsumoto: "Helium in the Archaean komatiites revisited : significantly high 3He/4He ratios revealed by fractional crushing gas extraction"Earth and Planetary Science Letters. 196. 213-225 (2002)

T.Matsumoto：“重新审视太古宙科马提岩中的氦：通过分级破碎气体提取揭示出显着高的 3He/4He 比率”《地球与行星科学快报》。

Takuya Matsumoto et al.,: "Concomitant occurrence of primordial and recycled noble gases in the Earth's mantle"Earth and Planetary Science Letters. 185. 35-47 (2001)

Takuy​​a Matsumoto 等人：“地幔中原始气体和再循环惰性气体的同时出现”《地球与行星科学快报》。