Determination of the scale of volcanic eruption during mass extinction using anomalous mercury isotope effects

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本研究では、生物の大量絶滅と大規模火山噴火の関連性を調べる新たな指標として、水銀の同位体組成が光化学反応により非質量依存の同位体分別を引き起こすことを用いて、大規模火山噴火の定量的研究手法を開発することを目的としている。これまでの水銀同位体分析の前処理・試料導入法には主に酸分解法と還元気化法が用いられてきた。一方で、本研究が目標としている堆積物中の水銀はppbレベル(ng/g)と低濃度であるため、従来の酸分解・還元気化法を用いるとマトリックス効果により高精度な同位体分析が困難であるという問題があった。本研究では、天然の堆積岩試料中微量水銀に適用可能な新たな微量水銀同位体分析法の開発を目標としている。本年度は、水銀濃度が低い堆積岩を対象とした水銀濃縮法および同位体分析法の改良を進めた。具体的には、加熱気化水銀測定装置で試料を加熱し、試料中の水銀化合物を気化・定量した後、金アマルガムとして捕集濃縮する方法を改良した。数 ngレベルの水銀を捕集した捕集管をMC-ICP-MSの試料導入経路に繋ぎ、自作した加熱装置を用いて水銀同位体比測定ができることが確認できた。得られた信号強度を解析することにより妥当な同位体比を得られることが示された。また、今年度生物大量絶滅前後の地質試料を採取した。現在これらの堆積岩試料中の水銀量の定量を進めている。今後は同位体分析可能な量を見積もり、本研究により開発を進めている分析手法を用いて天然の試料へ応用していく予定である。