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同位体異常の圧力依存性を用いた初期大気全圧の推定

利用同位素异常的压力依赖性估算初始大气总压

基本信息

批准号：
16J06990
负责人：
遠藤美朗
金额：
$ 2.18万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2016
资助国家：
日本
起止时间：
2016-04-22 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度はSO2光解離反応における硫黄同位体異常の全圧依存性を調べる実験、実験結果の解析、論文化を行った。観測された同位体異常は、10kPaを上回る全圧では明らかに全圧に依存し、一方で10kPa以下の全圧では一定であった。先行研究により報告されているSO2の吸収線幅（圧力幅・ドップラー幅）と本研究の実験条件を比較し、観測された同位体異常の全圧依存性はSO2吸収線の圧力広がりに起因すると推定した。続いて、先行研究の高分解能のSO2吸収スペクトルおよび同位体分子種ごとの吸収波長の違いを利用して同位体分子種ごとの(32SO2, 33SO2, 34SO2, 36SO2)吸収スペクトルを合成し、この吸収スペクトルに対して吸収線の圧力広がりのモデル化を試みた。吸収線の圧力広がりをモデル化した吸収スペクトルは実験結果の全圧依存性を再現した。以上から、観測された同位体異常の全圧依存性はSO2の吸収線の圧力広がりに起因すると結論づけた。モデル化した吸収スペクトルを用いて任意の全圧およびSO2分圧におけるSO2光解離反応の同位体異常を計算できるようになった。モデル化した吸収スペクトルから同位体異常を計算し、初期地球の地質記録の同位体異常(Δ33S, Δ36S)と比較すると、27-25億年前の大きな同位体異常(Δ33S > +12‰)を説明するには1気圧以下の全圧でなければならないことがわかった。これは当時の地表の大気圧が1気圧以下であったか、あるいは光解離反応が主として大気圧の低い上空で光解離したことを示す。本研究は硫黄同位体異常が大気全圧や吸収線幅を反映することを光解離実験により実証することに初めて成功したといえる。これらの成果をまとめ、査読あり国際誌に発表し出版された(Endo et al., 2019 GRL)。

This year's <s:1> SO2 photolysis reverse 応における sulfur isosome anomaly <s:1> total dependence を investigation べる experiment, analysis of experiment results <e:1>, discussion culture を field った. 観 measuring された isotopic anomaly は, 10 kpa をる last time all 圧では Ming らかに full 圧に dependent し, one party で under 10 kpa の full 圧では certain であった. Leading research により report されている SO2 の収 absorption line width (pressure amplitude ドップラー picture) との this study be を compare し験 conditions, 観された with an abnormal body の the whole 圧 dependency は SO2 absorption の収 line pressure hiroo がりに cause すると presumption した. 続いて, leading research の high decomposition can の SO2 absorption 収スペクトルおよび molecules with a body of ごとの収 absorption wavelength の violations いを using して with molecules of a body ごとの (32 SO2, SO2, 33 34 SO2, 36) of so2 absorption 収スペクトルを synthetic し, この suction 収スペクトルにし seaborne のて収 absorption line pressure hiroo がりのモデル change を try みた. The experimental results of the <s:1> pressure force of the aspiration line are wide がをモデをモデをモデをモデ, <s:1> た, た, スペ, ト and <s:1>. The <s:1> full pressure dependence を reproduces <s:1> た. The above がら, 観 measurement of された allosome anomaly <s:1> total pressure dependence SO2 <s:1> aspiration line <e:1> pressure wide が <s:1> に cause すると conclusion づけた. モデル change した suction 収スペクトルを with いて arbitrary の full 圧および SO2 points 圧における photolysis of SO2 from the 応の with abnormal body を calculation できるようになった. Youdaoplaceholder0 た assimilation た absorption スペト <s:1> らら allosomal anomaly を calculation of <s:1> and initial Earth <s:1> geological record <e:1> allosomal anomaly (Δ33S) Δ 36 s) と compare すると, 27-2.5 billion years ago の big きな with an abnormal body (Δ 33 s > + 12 ‰) を illustrate するには 1 気圧の under full 圧でなければならないことがわかった. これはのの surface was big 気圧が 1 気圧 following であったか, あるいは photolysis from the 応が main として big 気圧の over low いで photolysis from したことをす. This study は sulfur isotopic anomaly body が large 気 full 圧や収 absorption line width を reflect することを photolysis from be 験により card be することに early めて successful したといえる. これらの results をまとめ, 読あり international volunteers に発 table し publishing された (Endo et al., 2019 GRL).