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古原生代の酸化事変:古土壌とC-13が豊富な炭酸塩岩からの制限

古元古代氧化事件：来自古土壤和富含 C-13 碳酸盐岩的约束

基本信息

批准号：
03F00767
负责人：
村上隆
金额：
$ 0.64万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2005
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-03F00767/
关键词：
大気の進化古土壌風化先カンブリア時代

项目摘要

20-22億年前に大気中の酸素濃度が急激に上昇したかどうかは、大気の進化のみならず、生命の進化にも関わる重要な問題であるが、未解決の問題である。本年度は、まずインドMewar変麻岩最上層の、21-25億年前に形成したと考えられる風化古土壌、及びその上層の堆積岩であるAravalli層群(18-21億年前)、この二つの岩石群から試料を選び出し、岩石薄片化、岩石粉末化、岩石溶液化を行った。現在、これらから、蛍光X線分析法による化学分析、ICP-MSによる希土類元素の化学組成、X線回折法による鉱物種の同定、さらには質量分析計による同位体分析を順次、行っている。一方、過末のデータをコンパイルして、28億年前から17億年前まで、大気中の酸素濃度がどのように上昇したいったかを検討した。この検討では、酸化還元に敏感な元素である鉄、マンガンを利用し先。この時代の風化帯に含まれるこれらの元素の残存率は、鉄は26億年前から増加し始め、21億年前で、現在の風化と同じく100%で飽和する。マンガンは鉄と同様に26億年前から増加し始めるが、飽和するのが17億年前であった。これらは酸化されるのにマンガンは鉄より多くの酸素を必要とするという熱力学の結果と整合的である。より定量化するため、モデルにより鉄とマンガンの残存率の増加を見積もった。鉄とマンガンの酸化速度は、大気中の酸素分圧のべき乗に比例することが知られている。これを使い、データにフィッティングした結果、大気中の酸素濃度は20-22億年前の期間で、急上昇したのではなく、27億年前から17億年前までの間で、従来考えられていたより比較的徐々に上昇したことがわかった。

20-22 Hundreds of millions of years ago, acid concentrations in the atmosphere increased rapidly, and the evolution of the atmosphere and the evolution of life were important issues. This year, the uppermost layer of Mewar granite was formed 2.1 - 2.5 billion years ago, and the upper layer of weathered paleo-soil was formed 1.8 - 2.1 billion years ago. Aravalli formation group (1.8 - 2.1 billion years ago) and the second layer of rock group were selected, rock thinning, rock powdering and rock solution were carried out. Now, X-ray analysis, chemical analysis, ICP-MS, chemical composition of rare earth elements, X-ray inversion, identification of species, mass analysis, isotope analysis, etc. The acid concentration in the atmosphere increased from 2.8 billion years ago to 1.7 billion years ago. This paper discusses the use of iron and other sensitive elements. The residual rate of these elements in the weathering zone of this era is 100% saturated with iron from 2.6 billion years ago to 2.1 billion years ago. 2.6 billion years ago This is the result of thermodynamics. The increase in the survival rate of iron and steel The acidification rate of the acid in the medium and the ratio of the acid in the medium are known. As a result, the acid concentration in the atmosphere increased rapidly from 20 to 2.2 billion years ago to 1.7 billion years ago.