International project to investigate the world-oldest biogenic graphite

研究世界最古老的生物石墨的国际项目

• 批准号: 17403011
• 负责人: KAKEGAWA Takeshi
• 金额: $ 9.45万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17403011/
• 关键词: Early Earth; Early life; Graphite; Crust; Isua; Greenland; Steep Rock; 38億年; 生物由来; 電子顕微鏡; 生命起源; 変成作用; 炭素安定同位体; 最古の生命

The main purpose of this study is to investigate the newly found outcrops in the Isua Supracrustal Belt in Greenland and accumulate more evidence for activities of the earliest life with collaborating with Prof. Rosing at Copenhagen University. The world-oldest rocks, 3.8 Ga, are distributing in this Isua Supracrustal Belt. We performed intensive geological surveys during summers of 2005, 2006 and 2007. Newly found rocks contain abundant graphite. Detailed geochemical data suggest that such graphite was biogenic in origin. In addition, detailed TEM observation indicates a unique texture in graphite, which suggests that graphite was not formed later processes, thus biogenic in origin.In addition, we also found nano-sized graphite in magnetite crystals in banded iron formations; the first report from banded iron formations in Isua. This discovery further suggests that graphite were ubiquitous in the 3.8 Ga oceans.We also performed geological surveys in the Steep Rock area in Canada, in order to compare the Isua's results to younger rocks. The oldest organic molecules indicating activities of oxygenic photosynthesis were found through the course of the present study. We also proposed that nano-sized metallic oxides incorporated the organic matter can be used as a new type of biomarker to indicate the activity of oxygenic photosynthesis.

本研究的主要目的是与哥本哈根大学的Rosing教授合作，调查格陵兰岛Isua表壳带新发现的露头，为最早生命活动积累更多证据。世界上最古老的岩石，3.8 Ga，分布在这个Isua表壳带。我们在2005年、2006年和2007年夏天进行了密集的地质调查。新发现的岩石含有丰富的石墨。详细的地球化学数据表明，这种石墨是生物成因的。此外，详细的TEM观察表明石墨中存在独特的结构，这表明石墨不是在后期过程中形成的，因此是生物起源的。此外，我们还在带状铁地层中的磁铁矿晶体中发现了纳米级石墨;这是Isua带状铁地层中的首次报告。这一发现进一步表明，石墨是无处不在的3.8 Ga oceans.We还进行了地质调查在陡峭的岩石地区在加拿大，为了比较Isua的结果年轻的岩石。通过本研究的过程中发现了最古老的有机分子，表明氧光合作用的活动。我们还提出，纳米金属氧化物掺入有机物可以作为一种新型的生物标志物来指示产氧光合作用的活性。

项目成果

南部マリアナトラフにおける熱水性沈殿物の微生物相の解析

南马里亚纳海槽热液沉积物微生物群分析

• 发表时间: 2007
• 作者: 加藤真悟;小林智織;掛川武;佐藤誠悟;益田晴恵;浦辺徹郎;横堀伸一;山岸明彦
• 通讯作者: 山岸明彦

Metamorphic and metasomatic effects on carbon isotope and REE compositions in 3.8 Ga metasedimentary rocks in Isua Supracrustal Belt.

伊苏亚表壳带3.8 Ga变沉积岩中碳同位素和稀土元素组成的变质和交代作用.

• 发表时间: 2006
• 作者: Ohtomo;Y;Kakegawa T
• 通讯作者: Kakegawa T

Interaction between microbes and minerals at the submarine hydrothermal fields of S. Mariana

圣马里亚纳海底热液区微生物与矿物质之间的相互作用

• 发表时间: 2006
• 作者: Ohtomo;Y.;Kakegawa T.;掛川武;Kakegawa T.
• 通讯作者: Kakegawa T.

Significance of abiogenic graphite in the 3.8 Ga Isua Supracrustal Belt: Implications to chemical evolution?

3.8 Ga Isua 地壳带中非生物石墨的重要性：对化学演化的影响？

• 发表时间: 2005
• 作者: Ohtomo;Y.;Kakegawa T.;掛川武;Kakegawa T.;Kakegawa T;Kakegawa T
• 通讯作者: Kakegawa T

カナダ・オンタリオ州・ガンフリント層の堆積岩に記録された初期原生代海洋の酸化還元境界とそれに対応した微生物活動

加拿大安大略省冈弗林特组沉积岩中记录的早元古代海洋氧化还原边界和相应的微生物活动

• 发表时间: 2007
• 作者: 石田章純;掛川武
• 通讯作者: 掛川武