コアに吸収された大気圏形成主要元素定量の試み-地球表層環境を決定した大イベント

尝试量化吸收到核心的主要大气形成元素——决定地球表面环境的重大事件

• 批准号: 14702016
• 负责人: 橋爪 光
• 金额: $ 19.64万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14702016/
• 关键词: 金属鉄コア; 珪酸塩メルト; 分配実験; 水素; 炭素; 窒素

本研究では珪酸塩-金属鉄間の大気形成主要元素の分配実験を行うことによって、これら元素の親鉄性を実証し、地球表層における軽元素組成がいかにして決まったのかを考察した。実験は3段階-(A)高温高圧分配実験(B)走査電子顕微鏡(SEM)と2次イオン質量分析計(SIMS)による試料の微小領域観察(C)ガスクロマトグラフ質量分析計(GCMS)による水素・炭素・窒素の定量分析〓からなる。本年度は(B)の内、窒素の定量、および、(C)のガスクロマトグラフ質量分析システムの整備を中心に進め、本研究の仕上げを行った。(B)SIMSによるガラス・金属試料中の窒素分析においては、[窒素濃度]=(定数)x[CN^-]/[C^-]という形で行うのが一般的だが、分析の結果、特に金属中では、同じ試料でも、日によって(細かい分析条件の違いにより)CN^-二次イオンとC^-二次イオンの比がでファクター4以上の範囲でふらつき、定量性に乏しいことがわかった。そこで、以前から手法が確立されているガス元素分析用の質量分析計を用いた定量手法に切り替えた。そこで、多くの試料では、再現性のよい窒素の定量が行えた。結果、3Gpa、酸素活量(logfO2)がIronWustite-2程度の条件で行った実験では窒素の分配係数(金属中濃度/珪酸塩ガラス中濃度)が約40であることがわかった。(C)ガスクロマトグラフ質量分析システムをガス元素分析用の質量分析システムに直結する真空配管を完成させた。その設備を用い、窒素分析の際に同時に生成された炭素(CO_2)の分析を進めた。結果、炭素の分配係数は窒素より有意に低く、10以下であることがわかった。本研究から、少なくとも3Gpa、logfO2=IW-2の条件下では、窒素は炭素よりも親鉄性が強いということが示唆された。本研究の結論は、地球岩石圏・水圏・大気圏におけるN/C比推定値が始原的隕石よりも一桁近く低いことに対する説明を、コアマントル分離の際に窒素・炭素がコアに吸収された際に窒素が選択的に金属相に分配されたことに求める仮説と調和的であることが判明した。

This study で は stating acid salt - metal iron objects between の の big 気 constitutes a major element allocation be 験 を line う こ と に よ っ て, こ れ ら element の pro iron objects を be し, earth surface に お け る 軽 elements が い か に し て definitely ま っ た の か を investigation し た. Be 験 は 3 paragraph order - (A) high temperature and high 圧 allocation be 験 (B) A walkthrough electronic 顕 micro mirror (SEM) two と イ オ ン quality analyzer (SIMS) に よ る sample の 観 was made in the small field (C) ガ ス ク ロ マ ト グ ラ フ quality analyzer (GCMS) に よ る water element, carbon, smothering, quantitative analysis の 〓 か ら な る. の は this year (B) and smothering の quantitative, お よ び, (C) の ガ ス ク ロ マ ト グ ラ フ quality analysis シ ス テ ム の servicing に into め を center, this study の shi げ を line っ た. (B) SIMS に よ る ガ ラ ス, metal sample の smothering element analysis に お い て は, [smothering element concentration] = (destiny) x [CN ^ -] / [C ^ -] と い う line shape で う の が general だ が, analyze の results, に metal in で は, try with じ で も, day に よ っ て (fine か の violations い い analysis conditions に よ り) CN ^ - secondary イ オ ン と The C^ -quadratic <s:1> <s:1> <e:1> <e:1> <s:1> is more than がでファ, タ and タ タ タ 4. The <s:1> norm is 囲でふら, タ 囲でふら, and the quantification is に, <s:1>, <s:1>, とがわ, とがわ, and った. そ こ で, before か ら gimmick が establish さ れ て い る ガ ス element analysis with quality analysis meter を の with い た quantitative technique for え に cut り た. Youdaoplaceholder0 で で, multiple く <s:1> test materials で えた, reproducibility <s:1> よ えた nitrogen <s:1> quantification が line えた. Plain living quantity results, 3 gpa, acid (logfO2) が IronWustite line - 2 の conditions で っ た be 験 で は の smothering element partition coefficient (metal concentration/stating acid salt ガ ラ ス concentration) が about 40 で あ る こ と が わ か っ た. (C) ガ ス ク ロ マ ト グ ラ フ quality analysis シ ス テ ム を ガ ス element analysis with の シ ス テ ム に straight knot す る vacuum piping を complete さ せ た. The そ そ equipment を simultaneously に generates された carbon (co ₂) using そ and nitrogen analysis <s:1> and に for を analysis を feeding into めた. As a result, the carbon <s:1> distribution coefficient <e:1> and the nitrogen よ are intentionally に low く and below 10 である った とがわ った った. This study か ら, less な く と も 3 gpa, logfO2 = under the condition of IW - 2 の で は, smothering は carbon よ り も iron objects affinity sex strong が い と い う こ と が in stopping さ れ た. This research conclusion の は sha-lu, earth rock, water sha-lu, big 気 sha-lu に お け る N/C ratio on presumption of numerical が beginning the original meteorites よ り も a low girder near く い こ と に す seaborne る を, コ ア マ ン ト ル separation の interstate に smothering element, carbon が コ ア に suction 収 さ れ た interstate に smothering element が に sentaku に metal phase distribution さ れ た こ と に o め る 仮 said と harmonic で あ る こ と が.at し Youdaoplaceholder0.

项目成果

Hashizume K., Marty B.: "Nitrogen isotopic analyses at the sub-picomole level using an ultra-low blank laser extraction technique"In "Handbook of stable isotope analytical techniques". (印刷中). (2003)

Hashizume K.、Marty B.：“使用超低空白激光提取技术进行亚皮摩尔水平的氮同位素分析”，《稳定同位素分析技术手册》（2003 年出版）。

A non-terrestrial 16O-rich isotopic composition for the protosolar nebula

• DOI: 10.1038/nature03432
• 发表时间: 2005-03-31
• 期刊: NATURE
• 影响因子: 64.8
• 作者: Hashizume, K;Chaussidon, M
• 通讯作者: Chaussidon, M

Protosolar carbon isotopic composition : Implications for the origin of meteoritic organics.

原太阳碳同位素组成：对陨石有机物起源的影响。

• 发表时间: 2004
• 期刊: The Astrophysical Journal 600
• 作者: Hashizume K.;Chaussidon;M.;Marty;B.;Terada K.
• 通讯作者: Terada K.

Nitrogen isotopic analyses at the sub-picomole level using an ultra-low blank laser extraction technique

使用超低空白激光提取技术进行亚皮摩尔水平的氮同位素分析

• 发表时间: 2004
• 期刊: Handbook of stable isotope analytical techniques Vol.1
• 作者: Hashizume K.;Marty B.
• 通讯作者: Marty B.

Hashizume K., Marty B.: "Nitrogen isotopic analyses at the sub-picomole level using an ultra-low blank laser extraction technique"In"Handbook of stable isotope analytical techniques". (印刷中). (2004)

Hashizume K.、Marty B.：“使用超低空白激光提取技术进行亚皮摩尔水平的氮同位素分析”，收录于“稳定同位素分析技术手册”（2004 年出版）。