[M-IS14] 水惑星学

[MIS14-P13] 竜串海岸に見られる球状コンクリーションの成因究明　 ～火星ゲールクレーターの球状物体との類似性～

*浅井 沙紀¹、長谷川 精¹、吉田 英一²、池原 実¹、勝田 長貴³、奈良 正和¹、友直 由衣¹、今井 悟⁴ (1.高知大学、2.名古屋大学、3.岐阜大学、4.土佐清水ジオパーク推進協議会)

キーワード：球状コンクリーション、有機物起源、炭素同位体比、火星、ゲールクレーター

地球の地層中には，炭酸カルシウムからなるコンクリーションという球状物体が多数存在する．コンクリーションは内部に化石を含み，生物遺骸から炭素を得て形成される有機物起源のもの（数cm大サイズ～数mの巨大なもの）と，地下水の蒸発による濃集で形成される無機起源のもの（数cm大）が存在する．また酸性流体との反応によって，表面が酸化鉄で覆われた鉄コンクリーションもある．この鉄コンクリーションは火星メリディアニ平原の地層からも数mm大のものが見つかっている．さらに最近になって火星ゲールクレーターの地層からも，鉄コンクリーションと考えられる十数cm大の球状物体が見つかった．本研究では，このゲールクレーターと類似のコンクリーションを高知県土佐清水市・竜串海岸の地層で発見した．そこで，竜串海岸に露出するコンクリーションの現地調査と各種化学分析を行い，その成因を解明することを目的とした．そして竜串海岸との比較から，火星ゲールクレーターの球状物体の成因について考察した．
　採取した試料に対してX線CTスキャンや蛍光X線マッピング分析を行い内部構造や元素分布を観察した結果，竜串海岸のコンクリーション内部には酸化鉄化した生痕化石オフィオモルファや，ウニ化石，石灰岩片起源の偽礫が内包されていた．また安定同位体比質量分析計IsoPrimeを用いて77試料の炭素同位体比測定を行った結果，形状ごとに異なる値を示す顕著な傾向が見られた．すなわち，基質砂岩部は-5~-6‰の重い値だったのに対し，板状や小型の球状コンクリーションは-6~-7‰のやや軽い値，そして内部に化石を含む大型の球状コンクリーションは-8‰前後の最も軽い値を示した．この結果は先行研究で示された有機物起源コンクリーションのδ¹³C値と整合的であり，竜串海岸に見られる大型の球状コンクリーションは生物遺骸から炭素を得て形成されたものと解釈した．
　竜串海岸で見られるコンクリーションの形状と産出岩相との関係を，火星ゲールクレーターのコンクリーションと比較した結果，大型球状のものは砂層中に，板状は泥層や砂泥互層に見られるという共通性が見られた．これは地球と火星の両者でコンクリーションの形状が基質物質の透水性や均質性に依存するためと解釈される．また竜串海岸で見られる大型の球状コンクリーションは有機物起源で形成されたという本研究の知見は，ゲールクレーターで見られる十数cm大の球状コンクリーションの形成も，もしそのコンクリーションが炭酸塩起源だとした場合，その炭素由来が有機物起源である可能性を示唆するものであり，今後の探査・分析による検証が期待される．

引用文献

Yoshida, H., Hasegawa, H., et al. (2018). Fe-oxide concretions formed by interacting carbonate and acidic waters on Earth and Mars. Science advances, 4(12), eaau0872.