前期 木曜日 ２講時. 単位数/Credit(s): 2. 担当教員/Instructor : 平野 直人, 山田 努. 学期/Semester: 前期. 開講年度/Year: 2024. 科目ナンバリング/Course code/number: SGS-EAS209J. 使用言語/Language Used in Course: 日本語.
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地球惑星物質科学講座・地圏進化学講座
同位体化学的物質循環論および年代論
Isotopic chemical material cycle theory and chronology
地球では、地殻-海洋-大気の3構造圏が相互に作用することにより物質循環が進行し、ここに生物圏が関わることで地球の環境が作られる。さらに時間スケールを広げればこの循環はマントルや核を含む全地球の循環として機能している。従って、環境の成り立ちあるいは地球の変動を解明する目的において、物質の循環を理解しなくてはならない。地球上の同位体分布は物質の起源と流れをほぼ直接的に反映しており、その理解により時間的・空間的な環境構造の見極めが可能となる。現環境における同位体分布を決定している化学的および生化学的原理を理解し、地球型環境形成との関わりにおいて地質学を同位体化学的に究明する基礎を学習する。年代の決定は地球化学的プロセスを解明する上で不可避の作業であり、本授業では特に年代決定論について、具体例を挙げ解説を行う。
Understand the chemical and biochemical principles that determine the isotopic distribution in the existing environment and learn the basics that an isotope studies geology in relation to global environment formation.
安定および不安定同位体の地球科学的挙動に関する基礎知識が習得でき、気候・環境変動を解明するための科学的手法と地質年代決定の原理が理解できるようになる。
The goal of this course is to understand the geostatistic behavior of stable and unstable isotopes, and also understand the scientific method for clarifying climate and environmental change and the principle of geological chronology.
第１回：授業案内および同位体化学（以下 担当：山 田 努）
第２回：軽元素安定同位体の地球化学（１）同位体分別、表記法、標準試料、同位体比分析法
第３回：軽元素安定同位体の地球化学（２）水素・酸素同位体と水循環、レイリープロセス
第４回：軽元素安定同位体の地球化学（３）酸素同位体と同位体温度計
第５回：軽元素安定同位体の地球化学（４）炭素同位体
第６回：軽元素安定同位体の地球化学（５）窒素同位体・硫黄同位体
第７回：放射性炭素年代測定（１）炭素14の由来と生体への取り込み
第８回：放射性炭素年代測定（２）炭素14の計測方法と利用
第９回：同位体岩石学（１）マントル不均質構造：Sr、Nd、Pb同位体（以下 担当：平 野 直 人）
第10回：同位体岩石学（２）マントル不均質構造：希ガス同位体、MORB、OIB
第11回：同位体岩石学（４）Arを使った年代測定とプレートテクトニクス
第12回：同位体岩石学（５）大陸成長とU-Pb年代測定
第13回：同位体岩石学（６）地球進化とマントル不均質：始源マントルはどこに？
第14回：定期試験
01 Isotope Chemistry
02 Stable isotope geochemistry of light elements #1: Isotope fractionation, notations, standards, and mass spectrometry
03 Stable isotope geochemistry of light elements #2: Hydrogen isotope, oxygen isotope, hydrological cycle, Rayleigh process
04 Stable isotope geochemistry of light elements #3: Oxygen isotope and geothermometry
05 Stable isotope geochemistry of light elements #4: Carbon isotope
06 Stable isotope geochemistry of light elements #5: Nitrogen isotope and sulfur isotope
07 Radiocarbon Dating #1: Basic principles of carbon dating & Physical and chemical details
08 Radiocarbon Dating #2: Measument method of radiocarbon & resuls handling
09 Solid Earth #1: The mantle heterogeneity, Sr Nd Pb isotopes
10 Solid Earth #2: The mantle heterogeneity, Noble gas geochemistry
11 Solid Earth #3: Ar geochronology and plate tectonics
12 Solid Earth #4: Continental Evolution on U-Pb geochronology
13 Solid Earth #5: Earth's evolution. Where is "primitive" mantle?
14 Final examination
定期試験の結果に基づいて評価する。さらに講義毎（または数回に一回）に行う理解度テストについても評価を行う。
We have an exam on the last week, and check the level of understanding every time. It is only in Japanese.
教科書はなし。
参考書として
「安定同位体地球化学」酒井均・松久幸敬，1995，東京大学出版会，403ｐｐ．
「Stable Isotope Geochemistry 7th edition」 J. Hoefs, 2015, Springer, 389pp.
「同位体地球化学の基礎」Ｊ.ヘフス著，和田秀樹・服部陽子訳，2007，Springer,383pp.
「年代測定概論」兼岡一郎著，1998，東京大学出版会
「マントル・地殻の地球化学」 日本地球化学会 (監修), 野津 憲治 (編集), 清水 洋 (編集) ，2003，培風館
その他の図書は講義時に随時紹介する。
復習をしっかり行うこと
Reviewing contents of the lectures is important for participants.
クラスコード
wagwhzy