【本学研究者情報】

〇大学院理学研究科　地球物理学専攻
大学院生　小山俊吾（こやましゅんご）
教授　寺田直樹（てらだなおき）
研究室ウェブサイト

【発表のポイント】

• 独自に開発した大気の進化モデルを用いて、太古の火星大気中に存在するホルムアルデヒド（化学式: H₂CO）内の炭素（C）の同位体比^（注1）（¹³C/¹²C）の変遷を推定しました。
• 火星の堆積物に含まれる有機物中の異常な炭素同位体比は、大気中のホルムアルデヒドによって説明できることを示しました。
• この結果は、ホルムアルデヒドは火星有機物の起源の一つであり、太古の火星で糖などの生命の材料となる分子が生成されていた可能性を示唆しています。

【概要】

火星の堆積物に含まれる有機物中の炭素の安定同位体比は、重い炭素である¹³Cが極端に少なく、サンプル毎にその値が大きく異なることが知られていました。しかし、その原因は解明されていませんでした。

東北大学大学院理学研究科地球物理学専攻の小山俊吾 大学院生と吉田辰哉 特任研究員、寺田直樹 教授らの研究グループは、大気の光化学モデル^（注2）と放射対流モデル^（注3）を組み合わせた大気進化モデルを開発し、太古の火星大気中のホルムアルデヒド内の炭素同位体比の変遷を推定しました。その結果、火星の有機物に見られる異常な炭素同位体比は大気中のホルムアルデヒドによって説明できることが明らかになりました（図1）。この発見は、ホルムアルデヒドが火星有機物の起源の一つであり、さらに太古の火星で糖などの生命の材料となる分子が生成されていた可能性を示唆しています。

本研究成果は、2024年9月17日に科学誌Scientific Reportsに掲載されました。

【用語解説】

注1. 炭素同位体比：炭素には質量数12と13の二つの安定同位体が存在し、それらの比率（³C/¹²C）のこと。

注2. 光化学モデル：大気中の化学物質の反応と変化を計算するモデル。

注3. 放射対流モデル：大気中の放射伝達を計算し、大気温度を推定するモデル

【論文情報】

タイトル：Stable carbon isotope evolution of formaldehyde on early Mars
著者： Shungo Koyama*, Tatsuya Yoshida, Yoshihiro Furukawa, Naoki Terada, Yuichiro Ueno, Yuki Nakamura, Arihiro Kamada, Takeshi Kuroda, and Ann Carine Vandaele
*責任著者：東北大学大学院理学研究科地球物理学専攻 大学院生 小山俊吾
掲載誌：Scientific Reports
DOI：10.1038/s41598-024-71301-w

詳細（プレスリリース本文）

問い合わせ先

（研究に関すること）
東北大学大学院理学研究科地球物理学専攻
大学院生 小山 俊吾（こやま しゅんご）
TEL：022-795- 6537
Email：koyama.shungo.q5*dc.tohoku.ac.jp
（*を@に置き換えてください）

東北大学大学院理学研究科地球物理学専攻
教授 寺田 直樹（てらだ なおき）
TEL：022-795- 6734
Email：teradan*tohoku.ac.jp
（*を@に置き換えてください）

（報道に関すること）
東北大学大学院理学研究科
広報?アウトリーチ支援室
TEL：022-795-6708
Email：sci-pr*mail.sci.tohoku.ac.jp
（*を@に置き換えてください）