Sulfur speciation and volatile isotope analyses of carbonates for Mars aqueous environment

火星水环境碳酸盐的硫形态和挥发性同位素分析

• 批准号: 22H01290
• 负责人: 臼井 寛裕
• 金额: $ 10.98万
• 依托单位: Japan Aerospace EXploration Agency
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H01290/
• 关键词: 火星水環境; 炭酸塩; 硫黄化学種; 揮発性元素同位体; 火星アナログ物質; XAFS分析; 揮発性元素同位体組成

本研究計画は、炭酸塩の地球化学的解析に基づき、火星表層に存在した流体の「【計画１】化学組成： Eh・pH・溶存イオン濃度（HCO3-, SO42-など）」、「【計画２】同位体組成：水素（D/H）・炭素（13C/12C）・酸素（17,18O/16O）」および、これら地球化学データを組み込んだ表層水・大気散逸計算に基づき、「【計画３】表層水の消失量と表層酸化（大気酸素分圧）との関連性」を明らかにする。2022年度は、研究計画調書に記載の『研究計画１：局所XAFS（μ-XAFS）分析による火星表層成分の硫黄化学種同定』を進めた。一方、『研究計画2：SIMS・IR-MS分析に基づく表層水のD/H・13C/12C・17,18O/16Oの決定』に関しては、海外出張を含む計画の為、コロナ下での実施は見送った。実施した研究計画１では、火星アナログ物質（スバールバル諸島、Bockfjord volcanic complex）に含まれる炭酸塩の硫黄XAFS分析データの解釈を進めた。結果、硫黄が、有機硫黄および大部分が硫酸イオンとして炭酸塩の炭酸イオンを構造的に置換した形で存在していることが明らかとなった。本研究結果は、国際学会LPSCにおいて発表した（Wang et al. 2023 LPSC）。本研究成果の波及効果として、NASA・ESAが進める火星サンプルリターン計画への参画が挙げられる。代表者は国際公募により１６名のMSR参加研究者に選定され、MSR計画の策定に従事した。その結果は、７本の査読付き国際誌（Astrobiology）に掲載された（Tait et al. 2022; Haltigin et al. 2022; Velbel et al. 2022; Grady et al. 2022; Tosca et al. 2022; Carrier et al. 2022; Maeyer et al. 2022）。

This project aims to analyze the geochemical characteristics of carbon dioxide and carbon dioxide. The chemical composition of fluids existing in the surface of Mars is: Eh·pH·dissolved oxygen concentration.(HCO3-, SO42-$>),"[Project 2] Isotopic composition: water (D/H)·carbon (13C/12C)·acid (17, 18O/16O),""Geochemical composition: surface water·atmospheric emission calculation basis,""[Project 3] Correlation between surface water disappearance and surface acidification (atmospheric acid pressure)." In 2022, the "Research Project 1: Determination of Sulfur Species in the Surface of Mars by XAFS (μ-XAFS) Analysis" was reported. 1."Research Project 2: Determination of D/H·13C/12C·17,18O/16O in Surface Water by SIMS·IR-MS Analysis" In the first research project, the XAFS analysis of sulfur containing carbon dioxide was carried out. As a result, sulfur and organic sulfur mostly exist in the form of sulfuric acid and carbonic acid. The results of this study are consistent with those of the International Society for LPSC (Wang et al. 2023 LPSC). The results of this study are reflected in NASA ESA's contribution to the Mars Project. Representatives of the 16 MSR participants selected by the International Public Offering were involved in the planning of the MSR project. The results of this study were published in Astrobiology (Tait et al. 2022; Haltigin et al. 2022; Velbel et al. 2022; Grady et al. 2022; Tosca et al. 2022; Carrier et al. 2022; Maeyer et al. 2022).

项目成果

Sulfur in Archean komatiite implies early subduction of oceanic lithosphere

• DOI: 10.1016/j.epsl.2022.117826
• 发表时间: 2022-11
• 期刊: Earth and Planetary Science Letters
• 影响因子: 5.3
• 作者: Y. Kubota;F. Matsu'ura;K. Shimizu;A. Ishikawa;Y. Ueno

The compositional dichotomy of ca. 3.3 Ga komatiites from the West Pilbara

约的组成二分法。

• 发表时间: 2022
• 作者: Yusuke Kubota;Shun Nakano;Akira Ishikawa;Yuichiro Ueno
• 通讯作者: Yuichiro Ueno

Photochemical Synthesis of Ammonia and Amino Acids from Nitrous Oxide

一氧化二氮光化学合成氨和氨基酸

• DOI: 10.1089/ast.2021.0064
• 发表时间: 2022
• 期刊: Astrobiology
• 影响因子: 4.2
• 作者: Zang Xiaofeng;Ueno Yuichiro;Kitadai Norio
• 通讯作者: Kitadai Norio

The cerium isotope fingerprints of redox fluctuation in bauxites

• DOI: 10.1016/j.epsl.2022.117962
• 发表时间: 2023-01
• 期刊: Earth and Planetary Science Letters
• 影响因子: 5.3
• 作者: Wenshuai Li;Xiao-ming Liu;R. Nakada;Y. Takahashi;Yongfeng Hu;Mohsen Shakouri;Zhao-Yu Zhang;T. Okumura;Shinya Yamada

The Mars system revealed by the Martian Moons eXploration mission

• DOI: 10.1186/s40623-021-01417-0
• 发表时间: 2022-01
• 期刊: Earth, Planets and Space
• 作者: K. Ogohara;H. Nakagawa;S. Aoki;T. Kouyama;T. Usui;N. Terada;T. Imamura;F. Montmessin;D. Brain;A. Doressoundiram;T. Gautier;T. Hara;Y. Harada;H. Ikeda;M. Koike;F. Leblanc;R. Ramirez;E. Sawyer;K. Seki;A. Spiga;A. Vandaele;S. Yokota;A. Barucci;S. Kameda