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北里 宏平*; Milliken, R. E.*; 岩田 隆浩*; 安部 正真*; 大竹 真紀子*; 松浦 周二*; 高木 靖彦*; 中村 智樹*; 廣井 孝弘*; 松岡 萌*; et al.
Nature Astronomy (Internet), 5(3), p.246 - 250, 2021/03
被引用回数：43 パーセンタイル：96.93(Astronomy & Astrophysics)2019年4月「はやぶさ2」ミッションは、地球に近い炭素質の小惑星(162173)リュウグウの人工衝撃実験を成功させた。これは露出した地下物質を調査し、放射加熱の潜在的な影響をテストする機会を提供した。はやぶさ2の近赤外線分光器(NIRS3)によるリュウグウの地下物質の観測結果を報告する。発掘された材料の反射スペクトルは、表面で観測されたものと比較して、わずかに強くピークがシフトした水酸基(OH)の吸収を示す。これは、宇宙風化や放射加熱が最上部の表面で微妙なスペクトル変化を引き起こしたことを示している。ただし、このOH吸収の強度と形状は、表面と同様に、地下物質が300
Cを超える加熱を経験したことを示している。一方、熱物理モデリングでは、軌道長半径が0.344AUに減少しても、推定される掘削深度1mでは放射加熱によって温度が200Cを超えて上昇しないことが示されている。これは、リュウグウ母天体が放射加熱と衝撃加熱のいずれか、もしくは両方により熱変化が発生したという仮説を裏付けている。
北里 宏平*; Milliken, R. E.*; 岩田 隆浩*; 安部 正真*; 大竹 真紀子*; 松浦 周二*; 荒井 武彦*; 仲内 悠祐*; 中村 智樹*; 松岡 萌*; et al.
Science, 364(6437), p.272 - 275, 2019/04
被引用回数：259 パーセンタイル：99.73(Multidisciplinary Sciences)小惑星探査機はやぶさ2のターゲット天体であるリュウグウは、始原的な炭素質物質で構成されていると考えられている。はやぶさ2に搭載された近赤外分光計(NIRS3)によって、天体の表面組成を得た。天体全体の観測で、弱く細い吸収が2.72ミクロンに確認され、OHを含む鉱物の存在を示している。弱いOH吸収と低いアルベドは熱やショックによって変質を受けた炭素質コンドライトに似ている。OHバンドの位置はほとんど一定であり、衝撃片の集合によって形成されたリュウグウは組成的に均質であることを示している。
福田 朱里*; 萩原 大樹; 石村 豊穂*; 幸塚 麻理子*; 井岡 聖一郎*; 天野 由記; 角皆 潤*; 鈴木 庸平*; 水野 崇
Microbial Ecology, 60(1), p.214 - 225, 2010/05
被引用回数：29 パーセンタイル：65.76(Ecology)花崗岩深部においても微生物の生態系がみられることが知られているが、そのバイオマスや生物多様性,代謝活性を制限する地球化学的要因は明らかになっていない。今回、筆者らは地球化学特性と微生物学特性の関連性を明らかにするため、2005年及び2008年に瑞浪超深地層研究所(MIU)用地内に掘削されたMIZ-1号孔より深度1,169m地点において採取された地下水試料の生物地球化学的特性の調査を行った。化学分析の結果、いずれの試料においても酸素や硝酸,硫酸等の電子受容体は乏しいものの、有機酸を含まない有機炭素に富むことがわかった。いずれの地下水においても、優占する微生物種は、芳香族や脂肪族炭化水素のような利用されにくい電子供与体を利用可能な
属に属する微生物であることがわかった。複数のエネルギー源や電子受容体を添加した3
5週間の培養試験では、培養試験の条件にかかわらず、優占種が
属へと変化した。これらの生物地球化学調査の結果から、MIU深部では、酸素や硝酸の電子受容体と有機酸が乏しいことから属が優占する環境が保持されていると考えられる。
天野 由記; 岩月 輝希; 井岡 聖一郎*; 笹尾 英嗣
原子力バックエンド研究, 14(1), p.61 - 67, 2007/12
微生物は地下の酸化還元環境の形成及び維持にどのような影響を及ぼすのだろうか?日本原子力研究開発機構では、「水-岩石(有機物)-微生物」システムにおいて微生物を考慮に入れた岩盤の酸化還元緩衝能力の評価を試みている。本報告では、微生物影響の評価のために実施した天然環境調査の結果を紹介するとともに、今後の課題を示した。
岩月 輝希; 天野 由記; 井岡 聖一郎; 三枝 博光; 竹内 竜史
日本原子力学会和文論文誌, 6(1), p.73 - 84, 2007/03
瑞浪超深地層研究所において、大規模な地下施設建設に伴う周辺地下水環境の変化にかかわる調査研究を行った。地下水の水圧と水質を連続的に観察した結果、低透水層が水理化学的擾乱を軽減するバリアとして、逆に高透水性層は優先的な地下水流動経路として機能することが明らかになった。地下水の水質変化は、異なる水質を持つ地下水の混合割合の変化により生じていた。地下水の水圧と水質を高透水性の岩層でモニタリングすることは、周辺環境の変化を評価するうえで非常に重要である。また、施設建設前に水理地質構造や水理化学的な初期状態を理解しておくことが不可欠である。本研究では、約4か月間にわたる、地下施設の冠水とその後の排水時の観測により、水理学的な応答速度や地球化学的な緩衝能力を評価することができた。
井岡 聖一郎; 岩月 輝希; 天野 由記; 古江 良治*
日本水文科学会誌, 37(1), p.3 - 8, 2007/02
地層処分の安全評価の観点に立つと、地下水の流動により放射性核種が輸送される地下水の流動経路において酸化還元緩衝能力の評価を原位置で実施することが重要である。本研究では、地下水の主要な流動経路としての役割を果たしている基盤花崗岩の不整合面上部の礫岩層(土岐夾炭累層)を研究対象として、原位置における酸化還元緩衝能力(硫酸還元速度)の評価を実施した。本研究の結果、原位置における礫岩層の酸化還元緩衝能力は、評価開始初期の9か月は認められたが、その後の約15か月間は、ほとんど認められなかった。この理由として、微生物の代謝活性を持続させる有機物などの栄養源が消費され、特定の微生物にとって生育環境が適さなくなった可能性がある。したがって、有機物を豊富に含む岩相が地下水の流動経路近傍に存在していても地下水の流動経路における酸化還元緩衝能力は、長期間持続しない場合があると考えられる。
井岡 聖一郎; 古江 良治*; 岩月 輝希
日本水文科学会誌, 36(4), p.181 - 190, 2006/11
地下深部環境の利用や水資源の需要増大に伴い岩盤中の地下水の水文学的,地球化学的挙動を解明することを目的とした研究の必要性が高まっている。本研究では、地球化学的観点から地下深部岩盤中における酸化還元状態を明らかにするために必要な地下水採取方法を提示することを目的として、ボーリング孔から調査までの手順について検討を行った。地下深部岩盤中における真の酸化還元状態に近い地下水を採取するためには、深層ボーリング孔掘削時にその掘削孔が鉛直下方の動水勾配を有し、さらに顕著な掘削水の逸水が認められる場合には、調査対象深度ごとに採水区間を他深度から隔離し地下水の採取を行いながら、最終的にボーリング孔の予定深度まで掘削を実施する必要がある。一方、鉛直下方の動水勾配を有しながら、掘削水の逸水がほとんど認められない深層ボーリング孔の場合には、裸孔状態が数十日間続いたとしても多区間パッカーを設置後、地下水を排水することにより地下深部岩盤中における酸化還元状態に近い地下水を採取することができることを示した。
井岡 聖一郎; 岩月 輝希; 加藤 修*; 今北 毅*
分析化学, 55(10), p.793 - 797, 2006/10
被引用回数：1 パーセンタイル：4.65(Chemistry, Analytical)不活性条件化において白金電極を連続的に研磨しながら溶液の酸化還元電位を測定する場合と、連続研磨無しで溶液の酸化還元電位を測定する場合に得られる酸化還元電位の差異について検討した。連続研磨を実施した測定条件下では、溶液の酸化還元電位は、すぐに安定状態に達した。その溶液の酸化還元電位は、HS
とS
が酸化還元平衡にあるとの仮定に基づいて熱力学的に算出される酸化還元電位とほぼ一致していることから、HSとSの酸化還元反応が酸化還元電位におもに寄与していると考えられた。一方、連続研磨を行わずに溶液の酸化還元電位を測定した場合、連続研磨を実施した場合の酸化還元電位より約0.2V高い値が得られた。この原因として、白金電極表面への硫酸アニオンの吸着などの、電極-溶液間の電気化学的環境の変化が考えられた。
岩月 輝希; 古江 良治; 彌榮 英樹; 井岡 聖一郎; 水野 崇
Applied Geochemistry, 20(12), p.2283 - 2302, 2005/12
被引用回数：54 パーセンタイル：71.59(Geochemistry & Geophysics)瑞浪超深地層研究所の建設に先立ち、周辺の地下水の地球化学特性について、建設による擾乱が起こる前の初期条件を把握するために調査研究を行った。その結果、地下水の水質分布,形成機構,滞留時間,地球化学的に推測される地下水流動状態などについて概念モデルを構築することができた。
彌榮 英樹; 岩月 輝希; 古江 良治; 水野 崇; 井岡 聖一郎
JNC TN7400 2004-006, 64 Pages, 2004/10
JNC-TN7400-2004-006.pdf:9.26MBJNC-TN7400-2004-006(errata).pdf:0.08MB
本報告書は,DH-15号孔で実施した地下水の地球化学特性に関する調査結果をまとめたものである。調査では,土岐夾炭累層と土岐花崗岩中に分布するNa-Cl型の地下水に関して,未調査の領域であった標高約-800mslまでの深度のデータを取得し,各化学成分の深度プロファイルを検討した。その結果,Na,Ca,Cl,Br等の成分は深度とともにその濃度が増加するという特徴があり,既往の調査によって判明している地下水の地球化学的特徴が未調査の深度の領域でも同様であることを検証した。
岩月 輝希; 彌榮 英樹; 水野 崇; 天野 由記; 井岡 聖一郎
no journal, ,
岐阜県瑞浪市の瑞浪超深地層研究所において、研究所の建設前及び建設中における地下水の地球化学特性について調査解析を行い、地球化学的初期状態と立坑の建設に伴う擾乱の程度と範囲を把握した。
井岡 聖一郎; 岩月 輝希; 加藤 修*; 今北 毅*
no journal, ,
不活性条件化において白金電極を連続的に研磨しながら溶液の酸化還元電位を測定する場合と、連続研磨なしで溶液の酸化還元電位を測定する場合に得られる酸化還元電位の差異について検討した。連続研磨を実施した測定条件下では、溶液の酸化還元電位は、すぐに安定状態に達した。その溶液の酸化還元電位は、HSとSが酸化還元平衡にあるとの仮定に基づいて熱力学的に算出される酸化還元電位とほぼ一致していることから、HSとSの酸化還元反応が酸化還元電位におもに寄与していると考えられた。一方、連続研磨を行わずに溶液の酸化還元電位を測定した場合、連続研磨を実施した場合の酸化還元電位より約0.2V高い値が得られた。この原因として、白金電極表面への硫酸アニオンの吸着などの、電極-溶液間の電気化学的環境の変化が考えられた。
井岡 聖一郎; 岩月 輝希; 水野 崇; 加藤 修*; 今北 毅*
no journal, ,
地下深部の地下水のEhを測定する際に電極表面への物質の存在の有無を明らかにするために、深度約1,000mからポンプ揚水した地下水中にできるだけ不活性条件化で白金板を浸して数日後に取り出し、白金板の表面観察を行った。その結果、Ehが安定した値に達したのは、pHや電気伝導度が安定したのち1日以上後であり、また地下水に浸していた白金板のXPSによる表面観察から、白金表面に酸化皮膜ではなく有機物やCl, Ca、そしてSiなどが存在していることが明らかになった。これらの観察事実から、有機物やClなどの白金電極表面での存在が、地下水のEh測定時において、測定値の安定性や測定の応答時間に影響を与える可能性がある。したがって、地下水のEh測定時には、電極表面から測定値の安定性や測定の応答時間に影響を与える可能性がある存在物質を除去しながら、Eh測定を実施することが望ましいと考えられる。
井岡 聖一郎; 岩月 輝希; 天野 由記
no journal, ,
本研究は、水理化学的擾乱を受けた天然バリア中の地下水の流動経路における放射性核種の挙動のアナログ研究として土岐夾炭累層の礫岩層における地下水中のU濃度に着目して研究を行った。地下水流動経路における地下水中のU濃度は、擾乱前の地下水や地下深部に流入した表層地下水中のウラン濃度と比較すると高濃度であった。水理化学的擾乱により礫岩層中の地下水の流動経路において固定されていたウランが溶出した可能性が考えられた。ウランの溶出の要因を明らかにするために、擾乱前と擾乱後の地下水中のウランの卓越した化学種を比較した。その結果、擾乱前は地下水の流動経路における地下水中のU濃度は、UO
(am)の溶解度に依存していたが、擾乱後は地下水中の無機炭素濃度の上昇により、ウランは炭酸錯体を形成して地下水中に溶出したものと推察される。したがって、天然バリア中の地下水の流動経路における水理化学的擾乱の影響を評価するためには、地下水の酸化還元状態などとともに、放射性核種の錯体形成に関与し得る陰イオンに関して注意を払う必要があると考えられる。
井岡 聖一郎
no journal, ,
高レベル放射性廃棄物に含まれる放射性核種の溶解度や岩盤への収着特性は、地下水の酸化還元状態の影響を受ける。そのため、地下水の酸化還元状態を評価できる信頼性のある手法を開発する必要があり、それには酸化還元電位測定が有効である。また、地下深部における還元環境の長期安定性を評価するためには、(a)天然バリアの酸化還元状態,(b)それにかかわる主要プロセス,(c)そのプロセスがどれくらい持続し得るのかを評価することが重要であり、このような酸化還元状態の長期的安定性に関連する岩盤の地球化学的特性を酸化還元緩衝能力と定義し、評価を行った。
井岡 聖一郎
no journal, ,
本発表は、広島大学からの講演依頼によるものであり、2005年地球惑星合同大会,2005年秋季地下水学会、そして2006年秋季地下水学会で著者が発表を行ったものをまとめたものである。地下水の酸化還元状態の長期安定性を評価するためには、天然バリアの酸化還元状態,それにかかわる主要プロセス,処分場建設による擾乱に対してどのような応答を示すのかを理解することが重要である。そこで、本研究では瑞浪超深地層研究所用地内で、地下水の酸化還元状態,それにかかわる主要プロセス、そして地球化学的擾乱により地下水の地球化学特性に与える影響について調査研究を実施した。その結果、(1)岩盤地下水中の酸化還元状態は難透水層の存在に影響される場合がある。(2)岩盤中の地球化学的擾乱時の物質移行を評価するためには、地下水の酸化還元状態とともに錯体形成に関与し得る陰イオン、特に重要な働きをする炭酸種の存在を把握する必要がある。(3)地下深部の礫岩層中では、硫酸還元緩衝能力が持続しない場合があることなどを提示することができた。
Takir, D.*; 北里 宏平*; Milliken, R. E.*; 岩田 隆浩*; 安部 正真*; 大竹 真紀子*; 松浦 周二*; 荒井 武彦*; 仲内 悠祐*; 中村 智樹*; et al.
no journal, ,
宇宙航空研究開発機構(JAXA)の探査機・サンプルリターンミッション「はやぶさ2」は、地球近傍小惑星Ryuguに到着した。この小惑星は、原始的な炭素質天体に分類される。ここでは、「はやぶさ2」探査機に搭載された近赤外線分光器(NIRS3)の最近の観測結果を報告する。この観測は、リュウグウの表面組成の直接測定と、リターンサンプルのコンテクストを提供する。NIRS3は、観測された表面全体に2.72マイクロメートルを中心とする弱く狭い吸収特性を検出した。この吸収特性は、OHを含む鉱物の存在に起因する。また、NIRS3の観測により、リュウグウは探査機による近接観測で最も暗い天体であることが明らかになった。OHの強度と低いアルベドから、熱衝撃変成された、あるいは炭素に富む宇宙風化した始原的な水和炭素質コンドライトと一致する。
