国立研究開発法人 海洋研究開発機構 (理事長 大和 裕幸、以下「JAMSTEC」という。) 海洋機能利用部門 生物地球化学センターの吉村 寿紘 副主任研究員と高野 淑識 上席研究員、国立研究開発法人 産業技術総合研究所の荒岡 大輔 主任研究員、国立大学法人 九州大学 大学院理学研究院の奈良岡 浩 教授らの国際共同研究グループは、国立大学法人東京大学、株式会社堀場テクノサービス、国立大学法人 北海道大学、国立大学法人 東京工業大学、国立大学法人 東海国立大学機構 名古屋大学の研究者らとともに、小惑星リュウグウのサンプルに含まれるブロイネル石 (Breunnerite) などのマグネシウム鉱物や始原的なブライン (brine) の精密な化学分析を行うことで、その組成や含有量などを明らかにしました。
小惑星リュウグウは、地球が誕生する以前の太陽系全体の化学組成を保持する、最も始原的な天体の一つです。これまでさまざまな研究グループの分析により、鉱物・有機物と水が関わる水質変成 (2023 年 9 月 18 日既報、2024 年 7 月 10 日既報) が明らかとなってきましたが、いわゆる「ブライン (brine) の化学組成とイオン性成分の沈殿」に関する反応履歴は、未だ不明のままでした。
そこで本研究では、小惑星リュウグウのサンプルから微小な炭酸塩鉱物 (ブロイネル石) の単離・同定と陽イオン成分の溶媒抽出を行い、精密な化学組成分析を行いました。その結果、リュウグウに含まれる鉱物と最後に接触した水の陽イオン組成は、ナトリウムイオン (Na+) に富んでいることがわかりました。リュウグウにはマグネシウムに非常に富む鉱物が複数存在しており、これらが水からマグネシウムを除去した際の沈殿順序を解明しました。ナトリウムイオンは、鉱物や有機物の表面電荷を安定化させる電解質として働いたと考えられます。
本成果は、初期の太陽系の化学進化を紐解くものであるとともに、始原的なブライン (brine) の物質情報、炭素質小惑星上での水－鉱物相互作用の一次情報を提供した重要な知見となります。
本研究の一部は、科研費 基盤研究 (課題番号：21H01204・20H00202・21H04501・21H05414)、国際共同研究加速基金 (国際共同研究強化、21KK0062)、学術変革領域研究 (21H05414)、特別研究員奨励費 (21J00504) による研究助成の支援を受けて実施されました。
本成果は、2024 年 9 月 5 日付 (日本時間) で科学誌「Nature Communications」に掲載されました。 (https://doi.org/10.1038/s41467-024-50814-y)。
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