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生命の起源解明は自然科学に残された重要な未解決課題である。この問題へのアプローチのためには、初期太陽系と初期地球の環境や、生命の原理、有機物とその反応など複合的な科学背景を理解する必要がある。この授業では、それらの最新の理解について学ぶと共に、生命誕生に向けた化学進化に関する現在の理解や研究について解説する。
The origin of life is a remaining big open question for science. Investigations of the origin of life require multidisciplinary knowledge, including the environments on the early solar system and early Earth, the basic system of life, and organic chemistry. In this course, students learn traditionally and the latest understanding of this knowledge and current approaches to the origin of life.
先カンブリア時代、特に太古代の地質に関して学ぶ。コマチアイト、トロンジェマイト、縞状鉄鉱層などの太古代特有の岩石の性質、それらを形成するテクとニック場に関しても学ぶ。さらに太古代の中で生物がどのように進化して行ったか、それが地球化学の記録にどのように残されているか学ぶ。掛川研究室で行われてきた海外の野外調査で撮影されたビデオなども使い、地層の特徴を解説する。
General Precambrian Geology will be introduced in this class.
Evolution of biosphere in Precambrian Earth
地球科学系には、地圏環境科学科，地球惑星物質科学科の２つの学科があり、両学科には全部で13の研究グループが存在する（古環境変動学・進化古生物学、断層・地殻力学、地質・古海洋、地形学・自然地理学、人文地理学、自然災害学、鉱物学、資源・環境地球化学、初期太陽系進化学、量子ビーム地球科学、火山学・地質流体研究、地殻化学、グローバル結晶科学）。毎週、各グループの授業担当者より高校教育で得られなかった地球科学分野の初歩的な知識とその研究分野が到達した最新の研究成果を得ることができる。
The Department of Earth Science consists of two divisions, the Division of GeoEnvronmental Science and the Division of Earth and Planetary Materials Science. These two divisions have a total of 13 research groups (Carbonate Sedimentology, Geochemistry, and Evolutional Paleontology; Fault and Geodynamics; Geology and Paleoceanography; Geomorphology and Physical Geography; Human Geography; Natural Hazard; Mineralogy and Crystallography; Natural Resources and Environmental Geochemistry; Early Solar System Evolution; Quantum-beam Earth Science and Technology; Volcanology and Geofluids; Petrotectonics; Global Crystal Science). Students can learn basic knowledge that cannot be obtained in high school education and the latest research achievement of each group.
人間活動がグローバル化した現在，地球環境は，政治や経済，社会の営みと切り離すことはできない．そこで，科学の視点から地球の姿がどのように描かれるのかを知ることは，人間活動と地球環境の関わりを論ずる際に大いに役立つはずである．本授業では，地球環境を構成する大気・海洋・陸域の科学に関する入門的な講義を行う．また，地球史４６億年の地球環境の変動史，地球を含む太陽系そのものの形成・進化史を概説する．以上を通して，変動する地球環境において，生命がどのように誕生し，気候変動とともにどのように進化してきたか，太陽系第三惑星としての地球がどのように誕生し，進化してきたかを理解し，思いもよらない組み合わせが新しい発想を生みだすことを学んでほしい．
本授業の目的は、植物と地球環境のかかわりについて、光合成生物の誕生から今日までの変遷を科学的に理解し、近未来の地球環境と食糧生産について学ぶことにある。酸素が多く二酸化炭素の少ない今日の地球大気はすべての光合成生物が持つ炭酸固定酵素ルビスコのはたらきによってつくられ、生物の陸上進出を可能にした植物の多くの不思議を学ぶ。さらに、太陽エネルギーを使う光合成はすべての食物連鎖の起点であることを知る。
The purpose of this lecture is to scientifically understand the transition of photosynthetic organisms from their birth to the present day with regard to the relationship between plants and the global environment, and to learn about the global environment and food production in the near future. Students learn that today's Earth's atmosphere, which has lots of oxygen and low carbon dioxide, has been created by the function of carbon-dioxide fixation enzyme, Rubisco, in all photosynthetic organisms. Furthermore, students learn that photosynthesis using solar energy, is the starting point of all food chains.
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.