国立大学法人爱媛大学
国立大学法人冈山大学
国立研究开发法人海洋研究开发机构

【本次研究成果的要点】

• 形成后不久的地球地幔的氧化状态对于推测当时的地球表层是否是适合生命的环境是重要的，但并不清楚。
• 在由行星形成末期的巨大天体碰撞产生的岩浆海中，通过2价铁的电荷歧化反应生成3价铁，显示出更加氧化性。
• 世界首次在相当于下地幔的压力条件（23万气压以上）下熔化与地球地幔组成相似的试样，成功地进行了定量测定二价铁和三价铁的实验。
• 结果表明，在相当于地球下部地幔上部（深度660km-800km）的压力下，生成比现在的上部地幔多一个数量级以上的三价铁。
• 这种由超深岩浆海结晶而成的地幔比现在氧化得多，表明生命诞生之前的早期地球大气富含二氧化碳和二氧化硫，形成了对原始生命来说非常严酷的表层环境。

【概要】
爱媛大学地球深部动力学研究中心的桑原秀治助教和入舩彻男教授，海洋研究开发机构（JAMSTEC）高知核心研究所的中田亮一主任研究员，JAMSTEC的门屋辰太郎Young Research Fellow，冈山大学行星物质研究所芳野极教授的研究小组成功地进行了决定巨大天体碰撞产生的深岩浆海中生成的三价铁量的实验。结果表明，在下地幔压力条件下，三价铁和金属铁的生成比理论预测的效率要高得多。
本研究的结果，能定量地说明从地质记录被暗示的40亿年前以前（冥王代）的非常氧化性的上部地幔。另外，当时的火山气体组成是以二氧化碳和二氧化硫为主体，对原始生命来说形成了非常严酷的表层环境。今后，根据地质记录，建议的地幔大氧化的详细验证被期待。本研究成果于5月5日刊登在英国科学杂志《Nature Geoscience》上，作为值得关注的研究，该杂志的News & Views栏将进行介绍。

■论文信息
刊登：Nature Geoscience
题目：Hadean mantle oxidation inferred from melting of peridotite under lower mantle conditions（根据下地幔条件下橄榄岩的融化推测冥王代地幔的氧化）
作者：Hideharu Kuwahara（桑原秀治）, Ryoichi Nakada（中田亮一）, Shintaro Kadoya（門屋辰太郎）, Takashi Yoshino（芳野極）, Tetsuo Irifune（入舩徹男）
DOI：10.1038/s41561-023-01169-4

【研究支持】
日本学术振兴会科学研究费补助金 课题编号：20H01994, 21K18655

＜详细研究内容＞
通过超高压实验再现伴随超深度岩浆海洋形成的初期地球地幔的大氧化事件


＜咨询窗口＞
（关于研究）
爱媛大学　地球深部动力学研究中心
助教　桑原　秀治
TEL：089-927-8153

爱媛大学　地球深部动力学研究中心
中心长・教授　入舩　徹男
TEL：089-927-9645

海洋研究开发机构 高知中心研究所　物质科学研究小组
主任研究员　中田　亮一
　TEL：088-878-2275
　
冈山大学　行星物质研究所
所长・教授　芳野　极
TEL：0858-43-3737

（关于报道）
　爱媛大学总务部宣传课
　TEL：089-927-9022

爱媛大学地球深部动力学研究中心（GRC）
TEL：089-927-8165