破砕セルとGC-MSの併用によるマントル起源流体の炭素同位体組成の決定

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これまでのところマントルの炭素同位体組成は一定と考えられているが、それを確かめなくてはいけない。炭素は地球表層からおそらくコアまで普遍的に分布する元素であるが、全地球の同位体分布を改めて見直したい、というのが本研究のねらいである。そのためには微少量のマントル流体を対象に、技術的な試行錯誤を繰り返しながら研究を進めることが本研究の目的である。昨年度は測定に用いる予定のマントル捕獲岩の採集を中国大陸において行った。試料採集後、直ちに行った顕微鏡による薄片観察、ならびに顕微ラマンスペクトルの測定によって、採集したスピネルレルゾライトには炭酸ガスを主成分とする流体包有物が含まれることが明らかになった昨年度末から今年度にかけて、マントル捕獲岩の希ガス同位体測定にすでに実績のあるクラッシャー(破砕機)を製作した。本装置を研究室に既存のGC-C-MSに取り付け、破砕によって生じるガスの組成を求めたうえで、炭素同位体比を測定した。本装置はハンマーで衝撃を与え、試料を破砕する装置である。マントル捕獲岩を試料として、実験を行ったところ、1グラムほどの試料から二酸化炭素の同位体組成を測定することができた。また、同時にメタンも試料中から検出され、二酸化炭素とは異なる同位体組成を持つことが明らかになった。本研究の過程で、新しいアイディアに基づく二酸化炭素同位体比非破壊分析の着想を持つことができた。