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

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）。

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）。