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地球環境科学談話会

地球環境科学コースでは、不定期で研究者の方をお招きしたセミナー(談話会)を開催しています。最新の研究成果に触れる機会ですので、学生の皆さんもぜひ ご参加ください。

日 時
内 容
2018.10.26 第294回 地球環境科学教室談話会
日時: 10月26日 (金) 5限
場所: 理学部2号館2階中講義室 (C227)
講演者:上松佐知子先生:筑波大学生命環境系 地球進化科学専攻 准教授
演題:東南アジアSibumasu Terraneに分布する中部古生界の層序と堆積環境

要旨:
 ミャンマー東部からインドシナ半島西部およびマレー半島を通りスマトラ島北東部に至る地域は、Sibumasu Terraneと呼ばれる大陸地塊を基盤としている。本地域には古生代の様々な堆積岩類が分布し、1960年代から日本人研究者によって層序および古生物 に関する基礎的な調査が精力的に行われてきた。このうち大型化石を多産する下部古生界や、パレオ・テチス起源の遠洋性岩石を含む上部古生界は、古くから盛 んに研究されてきた。一方で、シルル系・デボン系堆積岩類の研究は少なく、基礎となる層序も確立されていない。本発表では、タイおよび半島部マレーシアに 分布する中部古生界の層序と堆積環境について、最近の研究成果を紹介する。
 本地域の中部古生界堆積岩類の中で特に目を引くのは、厚い炭酸塩岩とこれに狭在する黒色泥岩層である。この黒色泥岩からはしばしばテンタキュリトイドと 呼ばれる円錐形の微小な殻化石が多産する。これまで、このような堆積岩類は詳しく研究されないまま「シルル−デボン系」に一括され、黒色頁岩は漠然と「下 部デボン系」とされてきた。演者は、半島部マレーシア北部、タイ南部および北部地域において、テンタキュリトイドを伴う黒色泥岩−炭酸塩岩層の層序を見直 し、コノドントを用いた年代検討を行ってきた。その結果Sibumasu Terrane上では、炭酸塩岩の堆積を中断して広範囲に黒色頁岩が堆積するイベントが、シルル紀からデボン紀にかけて繰り返し発生していたことが明らか になった。

世話人:小松
2018.10.04 第293回 地球環境科学教室談話会
日時: 10月4日 (木) 16:30-17:30
場所: 理学部2号館3階大講義室 (C329)
講演者:Prof. Dr. Jens Hartmann (Institute for Geology, Hamburg University, Germany; 熊本大学大学院先導機構客員教授)
演題:The role of weathering in the carbon cycle at different time scales

Weathering is over geological time scale one of the major sinks for atmospheric CO2. Dissolved inorganic carbon is transferred as alkalinity to the ocean where it is fixed in carbonates or to some proportion transferred back to the atmosphere. Over very long time scales the global weathering sink rate follows varying mantle degassing rates and helps to sustain climate conditions within habitable limits. Some of the major carbon cycle perturbations in Earth’s history are closely linked with major trends and changes in weathering indices over the past 3 billions years, like the Lomagundi event (The Great Oxidation Event) or Snowball Earth events. Over shorter time scales certain geological settings (volcanic + humid) are the cause for a large part of the CO2 sink silicate weathering. Recent findings suggest that the reactivity of the volcanic weathering sink can age rapidly. Based on model simulations it is suggested that climate change has already caused changes in the weathering sink and related nutrient release. Increasing knowledge about the weathering system has lead to suggestions to use Enhanced Weathering as one of the methods in a portfolio of Carbon dioxide Removal technologies within the next century. I will show that studying weathering can bring new insides into the evolution of the Earth system, and help to find solutions to manage the global carbon cycle and productivity of soils.”

世話人:細野
2018.10.01 第292回 地球環境科学教室談話会
10月1日 16:50から18:10まで
理学部2号館3階大講義室 C329号室

16:50 -17:40 (50 minutes)
Prof. Krzysztof Wojciechowski クリストフ・ボイチェンコフスキー教授
(AGH大学、クラコフ・ポーランド)
“熱を電気に直接変換するのための効率的な材料の開発への新しいアプローチ"

熱電素子は熱のコントロールのための素子として人工衛星などに使われている。また、発電所の余熱や低温発電の素子としても利用が期待されている。熱電素子 の特性として、高い電気伝導性と低い熱伝導性を持つことが要求される。一見矛盾した特性を持つことが必要で、広く材料探査が行われている。鉱物として、古 くから知られた物性でもあり、skutteruditeやwurtziteなど特に5・6族元素との化合物にこの特性が現れ、半金属性と非調和熱振動など バンド構造とフォノンの分散関係など、物性物理学的にも興味深い物質群である。また、結晶構造のみならず、欠陥やゆらぎ導入、さらに組織 (Texture)のコントロールによる性能向上もなされている。今回我々の、これまでの成果と熊本大学との戦略的アプローチについて紹介する。

17:40 -18:10 (30 minutes)
真下 茂 特任教授 (熊本大学)
"強い重力場下での材料加工と設計"

熊本大学で進めてきた、遠心力を用いた百万Gに達する超重力発生装置により、中・高温から熱急冷することで得られる、様々な新規材料と材料加工への転用な ど、最近の成果を紹介する。地球を構成する造岩鉱物や単結晶材料の超重力による、構造コントロールと新物性の発現についての物理を紹介する。特に、熱電素 子への応用については、組成勾配の印可や組織制御、新物質合成、欠陥の計画的導入、固溶体やスピノーダル分解組織の制御など多岐にわたる、超重力場を用い た研究の可能性と将来性を紹介する。

世話人:吉朝
2018.09.27 第291回 地球環境科学教室談話会
日時: 9月27日 (木) 5限
場所: 理学部2号館3階大講義室 (C329)
講演者:池田 剛先生 (九州大学理学部准教授)
演題: 高温型変成帯上昇モデルとその岩石学的•構造地質学的評価

要旨:
 地殻中〜下部で生じる高温型変成帯が何故上昇するかという問いは,プレート境界に沿って上部マントルまで到達する高圧変成帯の上昇ほど注目されてこな かった。一つにはマントルまで含む大規模な現象でないためで,もう一つは従来手法による変成岩の圧力推定がモデル構築に耐える精度を持たなかったためであ る。しかし,この問いは地殻内部の物質や熱の循環を考える上では重要な問題である。
 我々のグループは,上部マントルからの熱の供給で部分融解した下部地殻が低粘性,低密度になることに着目して,下部地殻が上部地殻へ上昇するモデルを提 案している。下部地殻の上昇に必要な加熱の時間スケールは,白亜紀の北部九州の酸性火成活動の継続時間とほぼ一致し,このモデルが適用可能であることを示 唆する。このモデルは垂直方向に地殻が短縮することを示唆しているが,それを天然の変成岩から検知することは容易ではない。今回,相対圧力計という岩石学 的手法と,歪解析という構造地質学的手法2つの視点から,実際の変成帯の短縮を明示する例を紹介する。
@ 従来の地質圧力計による推定圧力は約1kbarの誤差を伴う。しかし,同一圧力計や相対圧力計を用いた試料間の圧力差の誤差は,その1/3から1/4 程度と小さいことを明らかにした。これを大牟田地域の高温変成コンプレックスに適用すると,試料間の地理的距離が圧力差から計算される深度差より有意に小 さいことがわかった。このことは変成作用後の上昇期に地殻が短縮したことを意味する。
A 原岩のある構造を歪み指標として岩石の有限歪みを求める構造地質学的手法は,歪の獲得時期を特定できない欠点をもつ。福岡市西方の高温変成岩では,原 岩(玄武岩)の気泡中に高温変成作用時の斜長石が再結晶している。気泡の外形に基づく歪み解析を,斜長石の変形の有無で区分し,外形の歪みを高温変成作用 前後に分けることに成功した。高温変成作用後の歪みの型が,花崗岩体に向かって偏平歪であることが特定され,花崗岩の上昇に伴い上位の変成岩が薄層化した ことが明らかになった。
 以上のことから,天然の変成帯の相対圧力解析と歪解析が数値モデルを評価することが可能であることがわかった。

世話人:西山
2018.09.26 第290 回 地球環境科学教室談話会
場所: 理学部2号館3階中講義室 (C330)
講演者:溝田智俊(岩手大学農学部名誉教授)
演題:幕末維新期にみる硝石作りの化学

硝石(化学組成式:KNO3)は中世の終わり頃から黒色火薬の原料としての利用が始まった。天然に鉱床として産することはまれで、硝酸塩を含んだ土壌や堆 積物から水抽出、灰汁添加、蒸発濃縮および分別結晶化の、経験に裏打ちされた工程を経由して初めて高純度の硝石製品が得られる。我が国の近代史のなかで、 硝石の需要が最も高まった時代は、江戸時代末期から明治維新期に至る戊辰および西南戦争勃発時の約10年程度である。この講演では、当時の硝石製造に係る 化学知識を現代版化学に照らして考えてみた。そこには現代日本で花開いているバイオテクノロジーの原型を垣間見ることが出来る。

世話人:細野
2018.03.30 第289 回 地球環境科学教室談話会
日時: 3月30日(金)13:30-
場所: 理学部2号館4階C420 地球環境科学ゼミナール室
講演者: Professor James W. Sears, University of Montana
演題: Significant quadrupole moment for Precambrian geodynamo? Implications from West Laurentia-Siberia continental reconstruction and Neptunian homologue

Abstract:
A Precambrian continental reconstruction that places the rifted eastern margin of the Siberian craton against the rifted western margin of the Laurentian craton (Sears and Price, 1978, 2003) yields precise geologic matches between >20 crustal features. These range in age from 1.72 Ga to 550 Ma. The reconstruction model also provides a geologically viable rift/drift scenario for displacement of the Siberian craton from a Precambrian position adjacent to western Laurentia to its Paleozoic position adjacent to Europe.
Although the reconstruction is geologically permissible, it is not permitted by a geocentric axial dipole geodynamo for Precambrian time. However, it may be permitted by a Precambrian geodynamo with a significant quadrupolar moment. The magnetic field of modern-day Neptune exhibits strong quadrupolar magnetic intensities (Connerney et al., 1991), and may provide a homologue for Precambrian Earth.

Hubbert et al. (1995), Stanley and Bloxham (2004, 2006), and Tian and Stanley (2013) propose that Neptune’s magnetic field derives from the planet’s fluid core and results from convection within a thin outer shell above a stably-stratified interior. Those conditions may also describe Precambrian Earth, before growth of the solid inner core stabilized the axisymmetric dipolar field. The solid state and conductivity of Earth’s inner core and the geometry of its tangent cylinder evidently anchor and stabilize the dipolar geodynamo (Hollerbach and Jones, 1993). Earth’s solid inner core may not have begun to crystallize until after 1.5 Ga, and a dominantly dipolar field may not have been achieved until Early Paleozoic time. Episodes of rapid true polar wander in Ediacaran and Cambrian time could
record the transition to a dominantly dipolar field.

世話人:渋谷
2018.03.14
第288 回 地球環境科学教室談話会 兼 プロジェクトゼミナール・先端科学特別講義
日時: 3月14日(水)17:00-
場所: 理学部2号館2階大講義室226

Prof. Massimo Nespolo (Lorraine 大学) 

演題「バイオピリゾールとパリセピオルのモジュール構造における新知見」

モジュラー構造を有する結晶は、互いに隣接して配列した1つ以上の化学的に均質なモジュール(多様な構造単位がある:レンガ、ロッド、層など)によって構 造が構成されている。鉱物結晶でモジュラー構造様式が最初に認められたのは、polysomatic シ リーズのbiopyriboles である。 歴史的には“non-classical biopyriboles”としてjimthompsoniteと chesterite がこのシリーズに、その後に加えられる。もう一つのpolysomatic シ リーズは、Palysepiolesで、そのメンバーはPalygorskite、Sepiolite、Kalifersiteである。 これら2つのシリーズは、構成メンバーの積み重なり方のモードが異なるが、一 つのシリーズに対応している。
 より一般的なアプローチを提案することにより、拡張シリーズのすべての鉱物に対して、一般的な共通のフレームワークを示すことができる。拡張シリーズを 含めたすべてのメンバーを単一のプロトタイプに関連しているとみなせば、フィロケイ酸塩は異なる幅のロッドにより描写・再現できる。モジュール間の境界ま たはモジュールの積層により形成される空隙には、いくつかの追加の成分(原子、水分子)を加える。この解釈法は、竹内により紹介しされている tropochemical cell-twinningのスキームに従っている。様々な鉱物中の同 じモジュールの原子座標を比較することによって、その化学成分は変化するにも関わらず、それらのモジュール自身は実質的に変化していない。各構造形でのモ ジュールをマッピングする部分操作と、塊状構造を解析することによってどのように鉱物の空間群が得られるかを紹介する。

世話役・文責:吉朝
2018.02.24
第287 回 地球環境科学教室談話会 兼 プロジェクトゼミナール・先端科学特別講義
日時: 2月14日(水)17:00-
場所: 理学部2号館2階大講義室226
講演者 Prof. Kenneth T. Koga (Blaise Pascal 大学) 
演題「フッ素、塩素の沈み込み帯変成岩での分化と島弧マグマの組成」

講演要旨: 微量のフッ素と塩素は、水蒸気、二酸化炭素、二酸化硫黄とともに火山ガス/流体相に存在する。H2OとCO2に比べてハロゲン元素は(マグマ中の)揮発性 が低いため、フッ素と塩素は沈み込み帯マグマのマグマ揮発性成分の理想的な地球化学的トレーサである。これらの元素を用いて、スラブの沈み込み、メタソマ ティズムおよび変成作用、マントル部分溶融といったプロセスへた島弧マグマ起源における揮発性元素の役割の解明が可能である。沈み込み帯におけるフッ素 - 塩素の地球化学的サイクルの重要な未知数の1つは、沈 み込む時点での入力値です。具体的には沈み込みプロセスを通じて島弧マントルに加えられた揮発性成分の量である。西(ヨーロッパ)アルプスでは、今日、リ グリアン・ピエモンテ中生代海洋リソスフェアを観察することができます。これらの岩体は、ほぼ地表からエクロジャイト相の範囲の最大圧力条件を記録してい る。つまり好都合なことに、沈み込み帯の異なる深度に達した同起源の海洋スラブをサンプリングすることが可能であることをしめす。本講演では、これらのオ フィオライトの調査結果より、沈降中のスラブの地球化学的進化、さらにその後の島弧マントルへのフッ素と塩素の伝播について、を発表する。


Prof. Kenneth T. Koga (Laboratoire Magmas et Volcans Université Blaise Pascal, Clermont-Ferrand, FRANCE)

Title: Differentiation of fluorine and chlorine in subduction zone metamorphic rocks and composition of island arc magma

Abstract:  Fluorine and chlorine are found in magmatic gas/fluid phases intracequantity along with H2O, CO2, and SO2. Because of halogens' sluggish volatility, compared to H2O and CO2, fluorine and chlorine are ideal geochemical tracers of the magmatic volatile component for the subduction zone magmas. Using these element, it is possible to investigate the role of volatile component in arc magma genesis, from subduction of the slab,metamorphism-metasomatism, to partial melting. One of key unknown of the fluorine-chlorine geochemical cycle in the subduction zone is the subduction input; the quantity of these elements added to the arc mantle through the subduction. In Western Alps, pieces of Mesozoic Ligurian-Piemonte oceanic lithosphere are found today. These rock bodies have recorded range of maximum pressure conditions from the essentially surface to eclogite facies. Conveniently, it is possible to sample the same oceanic slab that is exposed to the different stages of the subduction depth. This presentation reports the results of the studies of these ophiolites, identifying the geochemical evolution of descending slab, and subsequent introduction of fluorine and chlorine to the arc mantle.

世話役:吉朝
2018.11.22
第286 回 地球環境科学教室談話会
日時: 11月22日(水)16:10-
場所: 理学部2号館4階C420(ゼミナール室)
タイトル: Distribution of Upper Eocene Foraminiferal species in Myanmar
講演者  Hnin Hnin Maung先生 (ミャンマー連邦共和国 Pathein 大学)

The study areas are located in the southwestern part of Myanmar, where a narrow strip of long area is built up of the rock of Eocene, Oligocene, Miocene and Pliocene age. The Yaw Formation is a well- known Upper Eocene Formation which was named from the type section along the Yaw River, Pakokku District. The extent of distribution is very wide as it is exposed all along the Western Outcrops of the Ayeyarwady basin, Pyay Embayment basin, Central Myanmar basin and finally Chindwin basin. The occurrence of this formation has been recorded from the due west of Ingapu Town northward to the due west of Khanti Town. This Formation and its related stratigraphic units are characterized by various types of changes, all of which can be explained the lithological and micropaleontological fossil evidences. In the southern most part of Ayeyarwady basin, Taunggale Formation contains rich in smaller foraminifera fauna and larger foraminifera such as: Globorotalia cerroazulensis and Nummulites obtusus, N.bagelensis, N. yawensis, N. globulus, Discocyclina (Asterocyclina) stellaris, Pellatispira orbitoidea, P. provaleae and Spiroclypeus vermicularis. Most of these species contain in Pyay Embayment Basin, Minbubasin and Chindwin Basin. So, the age of the Formation (Late Eocene) has been determined based on the international zonal species and recorded faunal assemblages.

世話人:秋元
2018.11.20
第285 回 地球環境科学教室談話会
日時: 11月20日(月)16:10-
場所: 理学部2号館4階地球ゼミ室
Presenter: Dr. Evan J. Gowan  (Paleo-climate Dynamics, Alfred Wegener Institute)

Title: Reconstructing past ice sheets

In order to make assessments of past climatic conditions, it is
necessary to have accurate reconstructions of paleo-topography. During
peak glacial times, large ice sheets grew in North America and Europe.
The growth of the ice sheets caused global sea level to fall by about
130 m during the Last Glacial Maximum, about 21,000 years ago. The ice
sheets also had considerable impacts on global air circulation patterns,
and their collapse disrupted ocean circulation, often in an abrupt
fashion. Reconstructing ice sheets is challenging, due to the
fragmentary nature of geological evidence of their existence. The extent
of ice sheets can be pieced together by using radiocarbon and other
dating methods, which is best constrained for the retreat period. The
volume of the ice sheets can be inferred by modelling glacial-isostatic
adjustment, which is changes to the Earth's shape due to the
redistribution of water on the Earth's surface. In this presentation, I
will show some of my recent efforts to improve reconstructions of past
ice sheets, with a specific focus on ice sheets in North America.

Chair: Tomohiko Tomita

2018.11.15
第284 回 地球環境科学教室談話会
日 時: 11月15日(水)16:10-
場 所: C227教室(理学部2号館2階中講義室)
講 師: 清川昌一 氏(九州大学大学院理学研究院
地球惑星科学部門 准教授)

タイトル:地球史と縞状鉄鉱層

地球環境の激変は,生物が直撃される大量絶滅時代が有名であるが,実は太古代/原生代の大酸化事変は地球大気ががらりと変わる大事件である.炭酸塩岩は二 酸化炭素の固定岩石であり,鉄鉱層は酸素の固定岩石と認識できる.大気環境の記録物質である鉄鉱層について,世界各地で調査した実際の露頭写真を示しなが ら鉄鉱層と地球史との関連について紹介する.

世話人:松田

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