Updated on 2024/10/03
Doctor （ 1995.3 Nagoya University ）
プレカンブリアン
進化
衝撃反応
生命の起源
微生物
有機物
地球外物質
隕石
二酸化炭素固定
Others / Others / Geochemistry
The evolution of biogenic compounds in the universe and on the earth
大気中のCO2削減につながる技術開発
Shock synthesis of organic materials
太古代の微化石の形態とその多様性
Nagoya University Professor
2023.4
名古屋大学環境学研究科 准教授
2007.4 - 2023.3
Country：Japan
名古屋大学環境学研究科 助教授
2005.11 - 2007.3
Country：Japan
名古屋大学環境学研究科 助手
2001.4 - 2005.10
Country：Japan
名古屋大学理学部 助手
1994.4 - 2001.3
Country：Japan
Nagoya University Graduate School, Division of Natural Science
1990.4 - 1992.3
Country： Japan
Nagoya University Faculty of Science Department of earth and planetary sciences
1986.4 - 1990.3
Country： Japan
有機地球化学会 編集委員
2009.4
日本地球化学会
2008.4
愛知県環境審議会 専門委員
2020.11
Committee type：Municipal
The Geochemical Journal Award of 2015
2015.8 The Geochemical Society of Japan
The Geochemical Journal Award of 2012
2012.6 The Geochemical Society of Japan
文部科学大臣表彰若手科学者賞
2005.4 文部科学省
東海学術奨励賞
2002
日本地球化学会奨励賞
1999 日本地球化学会
If the Crown Fits: Sterically Demanding <i>N</i>-Heterocyclic Carbene Promotes the Formation of Au<sub>8</sub>Pt Nanoclusters Reviewed International coauthorship
Vol. 146 ( 34 ) page： 23806 - 23813 2024.8
Analysis of Monocarboxylic Acids in the Murchison Meteorite by Sequential Extraction Reviewed International coauthorship
Mimura, K; Yamada, R; Maejima, N; Kawamura, K; Kunwar, B; Hashiguchi, M
ACS EARTH AND SPACE CHEMISTRY Vol. 8 ( 7 ) page： 1313 - 1323 2024.6
Enantiopure Chiral Au<sub>13</sub> Nanoclusters Stabilized by Ditopic <i>N</i>-Heterocyclic Carbenes: Synthesis, Characterization, and Electrocatalytic Reduction of CO<sub>2</sub> Reviewed International coauthorship
Albright, EL; Malola, S; Jacob, SI; Yi, H; Takano, S; Mimura, K; Tsukuda, T; Häkkinen, H; Nambo, M; Crudden, CM
CHEMISTRY OF MATERIALS Vol. 36 ( 3 ) page： 1279 - 1289 2024.1
Origin of Silicate Spherules and Geochemistry of Re and Platinum-Group Elements Within Microfossil-Bearing Archean Chert from the 3.4 Ga Strelley Pool Formation, Western Australia Reviewed International coauthorship
Sugitani, K; Mimura, K; Senda, R; Kouketsu, Y; Wallis, S; Takagi, N; Iizuka, T; Lowe, DR
ASTROBIOLOGY Vol. 23 ( 6 ) page： 670 - 690 2023.6
Mimura, K; Okada, R
GEOCHIMICA ET COSMOCHIMICA ACTA Vol. 322 page： 58 - 70 2022.4
Shock experiments with an l-alanine solution and implications for the cometary delivery of amino acids and dimers with enantiomeric excesses to the early Earth. Reviewed
Mimura K. and Okada R.
Geochimica et Cosmochimica Acta Vol. 322 page： 58 - 70 2022.1
Polymerization Mechanism of Nitrogen-Containing Heteroaromatic Compound Under High-Pressure and High-Temperature Conditions Reviewed International coauthorship International journal
Shinozaki, A; Mimura, K; Nishida, T; Cody, GD
JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY A Vol. 125 ( 1 ) page： 376 - 386 2021.1
Constraints on the thermal history of the Allende (CV3) meteorite by gradual and stepwise pyrolyses of insoluble organic matter Reviewed International journal
Mimura, K; Okumura, F; Harada, N
GEOCHEMICAL JOURNAL Vol. 54 ( 4 ) page： 255 - 265 2020
Preface of "Frontiers in Geochemistry: Tribute to Professor Ryuichi Sugisaki" Reviewed International journal
Mimura, K
GEOCHEMICAL JOURNAL Vol. 54 ( 4 ) page： 145 - 145 2020
Frontiers in Geochemistry: Tribute to Professor Ryuichi Sugisaki Reviewed International journal
Mimura, K; Mori, Y; Tanaka, T; Nagamine, K; Yamamoto, K; Sugitani, K
GEOCHEMICAL JOURNAL Vol. 54 ( 4 ) page： 147 - 158 2020
Decomposition and oligomerization of 2,3-naphthyridine under high- pressure and high-temperature conditions Reviewed International journal
Shinozaki, A; Mimura, K; Nishida, T
SCIENTIFIC REPORTS Vol. 9 2019.5
Mimura, K; Okada, R; Nishida, T
JOURNAL OF CHROMATOGRAPHY A Vol. 1566 page： 118 - 123 2018.9
Sugitani Kenichiro, Kohama Takashi, Mimura Koichi, Takeuchi Makoto, Senda Ryoko, Morimoto Hiroshi
ASTROBIOLOGY Vol. 18 ( 8 ) page： 1057 - 1070 2018.8
Chiral gas chromatography of 2,5-diketopiperazines following a ring-opening derivatization method for complete isomeric separation. Reviewed
Mimura K., Okada R., and Nishida T.
J. Chromatogr. A Vol. 1566 page： 118-123 2018.6
Mimura, K; Nishida, T
JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY A Vol. 121 ( 34 ) page： 6471 - 6480 2017.8
Hydrogen and Hydrocarbon Gases, Polycyclic Aromatic Hydrocarbons, and Amorphous Carbon Produced by Multiple Shock Compression of Liquid Benzene up to 27.4 GPa. Reviewed
Mimura K., Nishida T.
J. Phys. Chem. A Vol. 121 page： 6471-6480 2017.8
Takahashi, S; Kagi, H; Fujimoto, C; Shinozaki, A; Gotou, H; Nishida, T; Mimura, K
CHEMISTRY LETTERS Vol. 46 ( 3 ) page： 334 - 337 2017.3
Formation of amorphous hydrogenated carbon from compression of benzene
Shinozaki Ayako, Kagi Hiroyuki, Mimura Koichi
JOINT AIRAPT-25TH & EHPRG-53RD INTERNATIONAL CONFERENCE ON HIGH PRESSURE SCIENCE AND TECHNOLOGY, 2015 Vol. 950 2017
Pressure-induced freeze concentration of alanine aqueous solution as a novel field of chemical reaction. Reviewed
Takahashi S., Kagi H., Fujimoto C., Shinozaki A., Gotou H., Nishida T, and Mimura K.
Chem. Lett. Vol. 46 page： 334-337 2016.12
Stability and partial oligomerization of naphthalene under high pressure at room temperature. Reviewed
Shinozaki A., Mimura K., Nishida T., Inoue T., Nakano S., and Kagi H.
Chem. Phys. Lett. Vol. 662 page： 263-267 2016.10
Changes of chemical structure and composition of charcoal by radiocarbon pre-treatments: Decontamination by ABA and ABOx treatments. Reviewed
Tomiyama S., Minami M., Nakamura T., Mimura K., and Kagi H.
Radiocarbon Vol. 58 ( 3 ) page： 565-581 2016.5
Pressure-induced oligomerization of alanine at 25 °C. Reviewed
Fujimoto C., Shinozaki A., Mimura K., Nishida T., Gotou H., Komatsu K., Kagi H.
ChemComm 2015
A Paleoarchean coastal hydrothermal field inhabited by diverse microbial communities: the Strelley Pool Formation, Pilbara Craton, Western Australia. Reviewed
Sugitani K., Mimura K., Takeuchi M., Yamaguchi T., Suzuki K., Senda R., Asahara Y., Wallis S., Van Kranendonk, M.
Geobiology 2015
Early evolution of large microorganisms with cytological complexity revealed by microanalyses of 3.4 Ga. organic-walled microfossils. Reviewed
Sugitani K., Mimura K., Takeuchi M., Lepot K., Ito S., Javaux E. J.
Geobiology 2015
三重県秩父帯阿曽カルストの石灰岩体から産出した円錐状コノドント． Reviewed
鈴木和博，三村耕一，稲垣伸二，竹内 誠
地質学雑誌 Vol. 121 page： 179-183 2015
Peptide synthesis triggered by comet impacts: A possible method for peptide delivery to the early Earth and icy satellites. Invited Reviewed
Sugahara H., Mimura K.
Icarus Vol. 257 page： 103-112 2015
Glycine oligomerization up to triglycine by shock experiments simulating comet impacts. Reviewed
Sugahara H., Mimura K.
Geochem. J. Vol. 48 page： 51-62 2014
Shock-induced pyrolysis of amino acids at ultra high pressures ranged from 3.2 to 35.3 GPa. Reviewed
Sugahara H. and Mimura K.
J. Anal. Appl. Pyrolysis Vol. 108 page： 170-175 2014
Pressure-induced oligomerization of benzene at room temperature as a precursory reaction of amorphization. Reviewed
Shinozaki A., Mimura K., Kagi H., Komatsu K., Noguchi N., and Gotou H.
Journal of Chemical Physics Vol. 141 page： 084306 2014
Shock-induced pyrolysis of amino acids at ultra high pressures ranged from 3.2 to 35.3 GPa. Reviewed
Sugahara H., Mimura K.
J. Anal. Appl. Pyrolysis Vol. 108 page： 170-175 2014
Texture-specific isotopic compositions in 3.4 Gyr old organic matter support selective preservation in cell-like structures. Reviewed
Lepot K., Williford K., Ushikubo T., Sugitani K., Mimura K., Spicuzza M., and Valley J.
Geochim. Cosmochim. Acta Vol. 112 page： 66-86 2013
Carbon isotopic analyses of ca. 3.0 Ga microstructures imply planktonic autotrophs inhabited Earth's early oceans. Reviewed
House C. H., Oehler D. Z., Sugitani K., and Mimura K.
Geology 2013
Microfossil assemblage from the 3400 Ma Strelly Pool Formation in the Pilbara Craton, Western Australia: Results form a new locality. Reviewed
Sugitani K., Mimura K., Nagaoka T., Lepot K., and Takeuchi M.
Precambrian Research Vol. 226 page： 59-74 2013
Another sea area separated from the Panthalassic Ocean in the Norian, the Late Triassic: the lowest Sr isotopic composition of the Ishimaki limestone in central Japan. Reviewed
Suzuki K., Asahara Y., Mimura K., and Tanaka T.
Chemie der Erde Vol. 72 page： 77-84 2012
石灰岩のコノドント検出を容易にするアリザリンレッドS染色法の開発． Reviewed
鈴木和博・三村耕一
地質学雑誌 Vol. 118 page： 236-239 2012
Gradual and stepwise pyrolyses of insoluble organic matter from the Murchison meteorite revealing chemical structure and isotopic distribution Reviewed
Okumura F., Mimura K.
Geochimica et Cosmochimica Acta Vol. 75 page： 7063-7080 2011.9
衝撃によるマーチソン隕石中の水素・炭素同位体の挙動 Invited Reviewed
三村耕一
遊星人 Vol. 20 ( 2 ) page： 169-176 2011.4
Biogenicity of morphologically diverse carbonaceous microstructures from the ca. 3400 Ma Strelley Pool Formation, in the Pilbara craton, western Australia. Reviewed
Sugitani, K., Lepot, K., Nagaoka, T., Mimura, K., Van Kranendonk, M., Oehler, D. Z., Walter, M. R.
Astrobiology Vol. 10 page： 899-920 2010.10
A systematic rare-earth elements and yttrium study of Archean cherts at the Mount Goldsworthy greenstone belt in the Pilbara Craton: Implications for the origin of microfossil-bearing black cherts. Reviewed
Sugahara H., Sugitani K., Mimura K., Yamashita F., Yamamoto K.
Precambrian Research Vol. 177 page： 73-87 2010
*Taxonomy and biogenicity of Archaean spheroidal microfossils (c. 3.0 Ga) from the Mount Goldsworthy–Mount Grant area in the northeastern Pilbara Craton, Western Australia. Reviewed
Sugitani, K., Grey, K., Nagaoka, T., Mimura, K., Walter, M.R.
Precambrian Research Vol. 173 page： 50-59 2009
Three dimensional morphological and textural elaboration of Archean putative microfossils from the northeastern Pilbara Craton: Indications of biogenicity of large (>15µm) spheroidal and spindle-like structures. Reviewed
Sugitani, K., Grey, K., Nagaoka, T., Mimura, K.
Astrobiology Vol. 9 page： 603-615 2009
Origin and deposition of organic matter in continental chert of the Middle Permian Gufeng Formation in the northern Yangtze platform. Reviewed
Takebe M., Kametaka M., Takayanagi Y., Mimura K., Sugitani K. and Yamamoto K.
Sedimentary Geology Vol. 210 page： 141-148 2007
Estimation of paleotemperature from racemization of aspartic acid in combination with radiocarbon age. Reviewed
Minami M., Takeyama M., Mimura K. and Nakamura T.
Nucl. Instr. and Meth. in Phys. Res. B. Vol. 259 page： 547-551 2007
Geochemical mapping in Aichi Prefecture, Japan: Its significance as a useful dataset for geological mapping. Reviewed
Yamamoto K., Tanaka T., Minami M., Mimura K., Asahara Y., Yoshida H., Yogo S., Takeuchi M., and Inayoshi M.
Applied Geochemisty Vol. 22 page： 306-319 2007
*Diverse microstructures from Archaean chert form the Mount Goldsworthy - Mount Grant area, Pilbara Craton, Western Australia: microfossils, dubiofossils, or pseudofossils? Reviewed
. Sugitani K., Grey K., Allwood A. C., Nagaoka T., Mimura K., Minami M., Marchall C. P., Van Kranendonk M. J. and Walter M. R.
Precambrian Res. Vol. 148 page： 124-147 2007
*Selective release of D and 13C from insoluble organic matter of the Murchison meteorite by impact shock. Reviewed
Mimura K., Okamoto M., Sugitani K., and Hashimoto S.
Meteoritics and Planetary Science Vol. 42 page： 347-355 2007
Geochemistry and sedimentary petrology of Archean clastic sedimentary rocks at Mt. Goldsworthy, Pilbara Craton, Western Australia: Evidence for the early evolution of continental crust and hydrothermal alteration Reviewed
Sugitani K., Yamashita F., Nagaoka T., Yamamoto K., Minami M., Mimura K., and Suzuki K.
Precambrian Res. Vol. 147 page： 124-147 2006
Application of Sr isotopes to geochemical mapping and provenance analysis: the case of Aichi Prefecture, central Japan Reviewed
Asahara Y., Ishiguro H., Tanaka T., Yamamoto K., Mimura K., Minami M., Yoshida H.
Applied Geochemisty Vol. 21 page： 419-436 2006
*Behavior of polycyclic aromatic hydrocarbons at impact shock: its implication for survival of organic materials delivered to the early Earth Reviewed
Mimura K. and Toyama S.
Geochim. Cosmochim. Acta Vol. 69 page： 201-209 2005
*Shock-induced isotopic evolution of hydrogen and carbon in meteorites Reviewed
Mimura K., Okamoto M., Nakatsuka T., Sugitani K., and Abe O.
Geophys. Res. Lett. Vol. 32 page： L11201 2005
Shock-induced dehydrogenation of polycyclic aromatic hydrocarbons with or without serpentine: implications for planetary accretion Reviewed
Mimura K., Toyama S., and Sugitani K.
Earth Planet. Sci. Lett. Vol. 232 page： 143-156 2005
Shock-induced pyrolysis of naphthalene and related polycyclic aromatic hydrocarbons (anthracene, pyrene, and fluoranthene) at pressures of 12-33.7 GPa Reviewed
Mimura K., Madono T., Toyama S., Sugitani K., Sugisaki R., Iwamatsu S., and Murata S.
J. Anal. Appl. Pyrolysis Vol. 72 page： 273-278 2004
3He/4He ratios in well gases in the Kinki District, southwest Japan: surface appearance of slab-derived fluids in non-volcanic area in Kii Peninsula. Reviewed
Matsumoto T., Kawabata T., Matsuda J., Yamamoto K., and Mimura K.
Earth Planet. Sci. Lett. Vol. 216 page： 221-230 2003
Stratigraphy and sedimentary petrology of an Archean volcanic-sedimentary succession at Mt. Goldsworthy in the Pilbara Block, Western Australia: implications of evaporite (nahcolite) and barite deposition. Reviewed
Sugitani K., Mimura K., Suzuki K., Nagamine K., and Sugisaki R.
Precambrian Res. Vol. 120 page： 55-79 2003
Stratigraphy and sedimentary petrology of an Archean volcanic-sedimentary succession at Mt. Goldsworthy in the Pilbara Block, Western Australia: implications of evaporite (nahcolite) and barite deposition. Reviewed
Sugitani K., Mimura K., Suzuki K., Nagamine K., and Sugisaki R.
Precambrian Research Vol. 120 page： 55-79 2003
Latitudinal change of normal paraffin composition in the northwest Pacific sediments Reviewed
Yamamoto K., Kurata Y., Takayanagi Y., Nishimura A., and Mimura K.
Marine Geology Vol. 196 page： 157-170 2003
Shock-induced carbonization of phenanthrene at pressures of 7.9 to 32 GPa. Reviewed
Mimura K., Arao T., Sugiura M., and Sugisaki R.
Carbon Vol. 41 page： 2547-2553 2003
マントル有機物に関する研究 Invited Reviewed
三村耕一
地球化学 Vol. 34 page： 225-241 2000
Depositional Environment of Sedimentary Rocks Inferred from Normal Fatty Acid Compositions(共著) Reviewed
Murayama M., Yamamoto K., and Mimura K.
Sedimentary Geology Vol. 125 page： 61-68 1999
Delineation of Background Laboratory Contamination in the Analysis of Trace Concentrations of Extractable Organic Materials in Crystalline Rocks by Soxhlet Extraction, Chromatography, and Gas Chromatography Reviewed
Mimura K. and Price L.C.
Geological Survey Open-File Report Vol. 99 page： 335 1999
Shock reaction of hexane at 77,193 and 273 K with special reference to shock pressures (共著) Reviewed
Mimura K., Kato M., Ohashi M., and Sugisaki R.
Shock Waves Vol. 8 page： 311-319 1998
Redox change in sedimentary environments of Triassic bedded cherts, central Japan : possible reflection of sea level change (共著) Reviewed
Sugitani K. and Mimura K.
Geological Magazine Vol. 135 ( 6 ) page： 735-753 1998
Normal paraffins in shales as an indicator of depositional environment (共著) Reviewed
Yamamoto K., Okada T., Takayanagi Y., and Mimura K.
Geochimica et cosmochimica Acta Vol. 61 ( 20 ) page： 4403-4410 1997
Hydrocarbon Gases and Aromatic Hydrocarbons Produced by Impact Shock from Frozen Benzene : Cosmochemical Significance (共著) Reviewed
Mimura K., Ohashi M., and Sugisaki R.
Earth and Planetary Science Letters Vol. 133 page： 265-269 1995
Synthesis of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons from Benzene by Impact Shock : Its Reaction Mechanism and Cosmochemical Significance Reviewed
Sugisaki R. and Mimura K.
Geochimica et Cosmochimica Acta Vol. 59 page： 579-591 1995
Shock Synthesis of Light Hydrocarbon Gases from H2 and CO : Its Role in Astrophysical Processes (共著) Reviewed
Sugisaki R., Mimura K., and Kato M.
Geophysical Research Letters Vol. 21 page： 1031-1034 1994
Shock Synthesis of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons from Benzene : Its Role in Astrophysical Processes (共著) Reviewed
Mimura K., Kato M., Sugisaki R., and Handa N.
Geophysical Research Letters Vol. 21 page： 2071-2074 1994
Mantle Hydrocarbons-Abiotic or Biotic? (共著) Reviewed
Sugisaki R. and Mimura K.
Geochimica et Cosmochimica Acta Vol. 58 page： 2527-2542 1994
Heavy Hydrocarbons Associated with Mantle Derived Rocks Reviewed
Chikyukagaku(Geochemistry) Vol. 27 page： 119-134 1993
Farrel Quartzite Microfossils in Goldsworthy Greenstone Belt, Pilbara Craton, Western Australia Additional Evidence for a Diverse and Evolved Biota on the Archean Earth. in STROMATOLITES
Sugitani K., Walter M., and Mimura K.（ Role： Joint author）
Springer Dordrecht Heidelberg London New York 2011
Shock reactions of carbon bearing materials and their cosmochemical significance.
High-Pressure Shock Compression of Solids (eds. Davison L., Horie Y., and Sekine T.), Springer, New York 2002
隕石に存在する有機物の生成過程を探る
三村耕一（ Role： Sole author）
（株）化学同人『化学』 2007
地球化学講座 地球化学実験法
（ Role： Joint author）
培風館 2010.7
Shock compression of organic matters. Invited International conference
Mimura K. and Sugahara H.
Deep Carbon Observatory Symposium in Yokohama
Comet impacts as a driving force of glycine oligomerization. International conference
Mimura K. and Sugahara H.
nternational Astrobiology Workshop 2013
出発温度を変えた衝撃回収実験
三村耕一
超高速衝突研究会
衝撃によるマーチソン隕石中の水素・炭素同位体比の変化
三村耕一
衝突研究会、北海道大学
マントル中に存在する有機物
三村耕一
日本地質学会第117年学術大会、富山
広域変成作用に伴う岩石の元素組成の変化ー三波川帯泥質変岩を対象にして
藤原早絵子、山本鋼志、三村耕一
日本地球化学会年会
ピルバラクラトン・マウントゴールズワージー地域に産出する含微化石チャートの年代とその意義
杉谷健一郎、中川内司、三村耕一、日高洋
日本地球化学会年会
マーチソン隕石から得られた不溶性有機物の化学的構造
三村耕一、奥村文章
日本地球化学会年会
太古代（＞3.0Ga)の微生物化石を含む黒色チャートの成因ー希土類元素からの考察
菅原春菜，杉谷健一郎，山本鋼志，三村耕一
日本地球化学会第55回年会
Putative Archean Microfossils (>3.0 Ga) from the Mount Goldsworthy and Mount Grant Area in the Pilbara Craton, Western Australia: Taxonomic Reinterpretation and Implications for Ancient Biotic Diversity and Evolution. International conference
World Summit On Ancient Microscopic Fossils
マーチソン隕石から得られた不溶性有機物の構造と水素・炭素同位体比の熱分解による検討
奥村文章，三村耕一，阿部理，橋本重将
日本地球化学会第54回年会
Possible microfossils from the ~3.4 Ga Strelley Pool Chert, Pilbara Craton, Western Australia International conference
International Palaeontological Congress (IPC2006)
Rare earth element geochemistry of carbonaceous black chert of 3.4 Ga Strelley Pool Chert at Mt. Goldsworthy and Mt. Grant, Pilbara Craton: Implications for environment of deposition and habitat of microbes on early Earth. International conference
Goldschmidt Conference
衝撃による多環式芳香族炭化水素の反応とその地球科学的意義
三村耕一，外山誠司
第４７回高圧討論会
隕石の衝撃脱ガスによる水素・炭素同位体比変化ーマーチソン隕石を用いてー
岡本道意，三村耕一，杉谷健一郎，阿部 理，橋本重将
日本地球化学会年会
マーチソン隕石のマクロモレキュラーカーボンからの衝撃によるＤ，１３Ｃの選択的放出
三村耕一，岡本道意，杉谷健一郎，橋本重将，阿部 理
日本地球化学会年会
衝撃によるマーチソン隕石からの水素の脱ガスと同位体比変化
岡本道意，杉谷健一郎，阿部 理，橋本重将，三村耕一
日本地球惑星科学連合２００６年大会
衝撃によるマーチソン隕石の水素・炭素同位体比の進化
日本地球化学会年会
衝撃時における多環式芳香族炭化水素の挙動とその宇宙化学的応用
三村耕一，外山誠司
日本地球化学会年会
Field evidence for abiotic syntheses of organic matter in hydrothermal conditions International conference
the 12th Annual V.M. Goldschmidt Conference
Shock reaction of phenanthrene International conference
the 12th Annual V.M. Goldschmidt Conference
マントル有機物の起源に関する研究
三村耕一
日本地球化学会
Characteristics and implications of organic compounds in mantle-derived rocks International conference
GSA annual meeting
Widespread evidence of the hydrolytic disproportionation of organic matter in geologic systems via aqueous-based redox reactions International conference
GSA annual meeting
Hydrocarnbons and oxygenated-organic compounds in high-temperature crystalline and ore-deposit rocks as related to hydrolytic disproportionation International conference
the Fifth International Symposium on Hydrothermal Reactions
Grant number：22H00175 2022.4 - 2026.3
科学研究費助成事業 基盤研究(A)
三村 耕一, 篠崎 彩子
Authorship：Principal investigator Grant type：Competitive
Grant amount：\43420000 （ Direct Cost: \33400000 、 Indirect Cost：\10020000 ）
地球生命はどこで誕生したのだろうか？本研究では、「生命誕生の場」として「沈み込み帯浅部」を提案し、その妥当性と重要性を評価する。初期地球の沈み込み帯浅部は、”隕石などの地球外物質によって地球に供給された有機物を集積し、それら有機物を高温高圧環境で反応させ、生成した有機物を細胞状の小胞へと化学進化させるシステム”を持つと考えている。本研究では、このシステム中で特に重要な高温高圧での有機物反応を実験的に確認し、このシステムが「生命誕生の場」として成立するか否かを検証する。
『沈み込み帯』が「生命誕生の場」として成立するか否かを検証するために、高温高圧実験に必要な高圧反応容器の温度コントロール手法、生成物の回収方法、LCMSの分析条件の検討を行った。
温度コントロール方法については、高圧発生用のシリンダに直接巻き付けたバンドヒータによって熱を与えた。温調器を使いヒータに流す電流値をコントロールしてシリンダの温度を制御した。その結果、目的温度の±3℃でシリンダ内試料室の温度をコントロールすることが可能となった。さらに、反応後の試料を急冷するために、反応容器を冷却するための装置も開発した。シリンダを覆うように密着するブロックを作成し、反応後、ブロックに銅製の冷却板をねじ止めすることで試料の急冷に成功した。これにより、10分間で試料を220℃から25℃に冷却させることに成功した。
生成物を回収するために、Oリングを介してシリンダに密着可能な回収ジグを作成し、そのジグを通してドリルでシリンダ内部の試料を掘削できる手法を開発した。また、掘削時にジグ内部に高純度水を注入することで、回収された試料を直接水に溶解させ、試料の損失を低減させた。
LCMSの分析条件については、アミノ酸類（アミノ酸モノマー、オリゴマーを含む）とリン脂質類の分離カラム種類の選定と溶離液組成の決定を行なった。分離カラムとしては、すべての対象物質について逆相カラムを選定した。特に、リン脂質類に対しては、カラム内側への吸着を防ぐためにメタルフリーのカラムを選定した。さらに、溶離液はアミノ酸類については、正イオンでの検出が適当であるためギ酸を含む溶液、リン脂質類については陰イオンでの検出が適当であるため、酢酸アンモニウムを含む溶液を使用することで良好な分析が可能なことを確認した。
2022年度の研究計画としては、高圧反応容器の温度コントロール手法、生成物の回収方法、LCMSの分析条件の検討、幾つかの温度条件におけるアラニンの高圧実験の実施をあげていた。2022年度の研究実績に示したように、これらの検討は既に終えている。さらに、この実験条件を使って、「アラニン + サーペンティン + 水」を出発物質とした0.25 GPa、200℃で４時間保持の実験結果を得ている。この実験によると、アラニンが38％残存し、ジアラニンと環状アラニンがそれぞれ0.025 mol％、0.1 mol％生成したことがわかった。この結果は、先行研究の水を含まない系でのアラニンの高圧実験の結果に比べ、高いアラニンの残存度を示すものであった。これらの実験の比較は水の存在がアラニンの分解を効率的に妨げることを示唆しており、反応場において水の存在が重要であることが明らかになった。2022年度で行った研究内容は当初の研究計画に沿ったものであり、研究の進捗状況はほぼ順調である。また、2022年度の研究結果は2023年度以降の研究推進に大きく役立つものである。
いくつかの温度条件でアミノ酸の高圧実験を行い、各温度におけるアミノ酸分解速度を算出して反応速度論的考察を行う。さらに、アミノ酸が２分子結合した二量体の生成率とその単量体の分解率の相関を調べ、単量体の分解速度から二量体の生成速度を推定する。これにより、重合体が反応場から流体とともに移動する際の重合体濃度の時間変化を見積もり、反応場からその上部の堆積層への重合体の運搬が可能か否かを判断する。
現在の地球で見られる沈み込み帯において、深部から地表付近への流体の動きが活発なのは深さ20 km程度までである。そのため、実験の温度圧力条件は<220℃、<0.5 GPaとする。反応速度を考慮した議論を行うため、圧力は0.25 GPaと0.5 GPa、温度は160、180、200、220℃の条件でのデータ取得を目指す。試料としては、アラニン＋サーペンティン＋水の混合物を使用する。アラニンは隕石から検出される主要アミノ酸であり、サーペンティンは隕石を構成する主要鉱物である。初期地球には、現在よりも高い頻度で多量の隕石が供給されていたと考えられており、そこに含まれる有機物や鉱物は現在入手可能な隕石と大きくは違わないと考えて良い。高圧反応には既に開発済みの反応容器を使い、回収した試料を主に液体クロマトグラム質量分析計（LCMS）で分析する。LCMSの分析条件は既に検討済みであり、逆相カラム（C18）を使用する。溶離液には0.1%ギ酸水溶液と0.1%ギ酸を含むアセトニトリルの混合溶液を使用し、この混合率を時間変化させることとする。さらに、アラニンを出発物質とした場合、高圧実験の試料が含むと期待される化学種はアラニン、ジアラニン、環状アラニンである。それら化学種の定量は、試料を反応容器から回収する際に内部標準試薬としてノルバリンを添加することによって行う。
Unique phosphorous cycle on the early Earth
Grant number：22H00163 2022.4 - 2025.3
Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
Authorship：Coinvestigator(s)
Grant number：21K18643 2021.7 - 2024.3
科学研究費助成事業 挑戦的研究(萌芽)
鍵 裕之, 三村 耕一, 奈良 雅之
Authorship：Coinvestigator(s)
我々は、ホモキラリティが氷惑星・衛星内部の高圧環境でアミノ酸が重合する過程でもたらされた不斉増幅に起因するのではないかと言う仮説を持っている。本研究の目的はこの仮説を実験と分子シミュレーションの併用によって、証明することにある。高圧下でのアミノ酸の重合反応では、大きな立体障害によって著しい不斉増幅が起こる可能性が高い。そこで我々は、アミノ酸の種類と配列によっては、L体が選択されていく条件があるのではないかという発想に至った。本計画ではL体が濃縮する配列を網羅的、かつ分子シミュレーションに基づいて戦略的に見いだし、ホモキラリティの起源について従来にない全く新しい可能性を提案するものである。
本研究は、生命体がL体のアミノ酸のみから構成されるというホモキラリティが、氷惑星や衛星内部の高圧環境でアミノ酸が重合する過程でもたらされた不斉増幅に起因するのではないか、と言う我々の仮説が成り立つか否かを実験的に実証することを目的としている。
そこで本年度は代表的なアミノ酸であるアラニンを取り上げ、その光学異性体であるL体とD体を出発試料として高圧実験を行い、その生成物である二量体、三量体の立体異性体を質量分析法で定量的に解析する手法の開発に取り組んだ。二量体、三量体にはそれらを構成するアラニンのL体とD体が含まれるため、その異性体の数はそれぞれ4種類、8種類となる。これらを通常のLC-MS(液体クロマトグラフィ質量分析計)で構造解析することは不可能である。そこで出発試料のL体を重水素置換体でラベルした上でキラルカラムを用いたＬＣ－ＭＳによる異性体分析を行うことで、これらの異性体を精度良く分離可能であることを明らかにすることができた。また、これらの分析を行う上で、全ての光学異性体を含んだ二量体、三量体の合成を行い、それを標準試料として用いることもきわめて重要である。本研究ではFmoc固相合成法を適用することによって、標準試料の作製に成功した。
これらの開発を行った上で、室温、10 GPaでの高圧実験で得られた回収試料に含まれる二量体、三量体の異性体解析を行った。これらの回収試料からは想定される全ての異性体が検出された。今後は高圧実験で得られた回収試料を精密に解析し、不斉濃縮の可能性について議論を進めていく予定である。
上記のように、今年度は高圧実験で生成が想定される光学異性体を含んだ重合生成物の解析方法を確立することができた。これまで本研究で想定されるような複雑な異性体の分析は取り組まれていなかったので、新たな分析手法を提案することができたのは大きな進歩と考えられる。研究の最終目標に到達するにはもう少し時間が必要になるかも知れないが、萌芽研究としての本研究課題の到達目標は概ね達成されたのではないかと考えている。
本研究に取り組みながら、高圧下でのアミノ酸の重合過程がきわめて重要な役割を果たすことが改めて認識された。一方で、アミノ酸の高圧下での重合のみならず、アミノ酸の単量体を含む水溶液系においてもその凝縮や溶解の過程で不斉濃縮が起こる可能性にも着目する必要があるという着想にも至った。本萌芽研究を足がかりとして、今後より基盤的な研究が拡がる可能性が高まっている。
Grant number：19H02013 2019.4 - 2023.3
Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Sugitani Kenichiro
Authorship：Coinvestigator(s) Grant type：Competitive
Unfortunately, we were not able to detect the biomarkers that we initially intended in this study. However, thorough morphological analysis of microfossils in specimens in petrographic thin sections and maceration products, we found that large (~100 micron) lenticular microfossils form complex colonies that can only be attributed to intercellular physical communication. This suggests that they had a highly organized cytoskeleton. Similar cytoskeletons have been shown to hold for large sack-like fossils that can reach over 200 microns, allowing us to take a step closer to understanding the eukaryotic nature of these large microfossils. In addition, we were able to build a framework for the classification system of a series of Archean microfossil groups discovered by the applicant.
高圧力が引き起こす有機物の重合反応：氷衛星・氷惑星内部は化学進化の場となるか？
Grant number：18H03730 2018.4 - 2019.3
鍵 裕之
Authorship：Coinvestigator(s) Grant type：Competitive
科研費が採択されて2018年6月までの約2ヶ月間で以下の研究を行った。
採択後直ちに本研究を遂行する上で基盤となる分析装置であるLC-MS(液体クロマトグラフィー質量分析計）、紫外可視分光装置などを導入した。
一般的には硫酸触媒を加えて加熱条件下でメチルアルコールと酢酸との間で進むエステル化反応が、無触媒、室温高圧下で大きく促進されることを見いだした。さらに出発物質に過剰な水を加えることにより、高圧下で氷VII相(高圧相）が析出し、反応が100%の収率で進行する現象を見いだした。同様にリン酸と酢酸との反応においても、高圧下で反応が促進すること、水が氷高圧相として晶出することでさらに反応が進行することが明らかになった。これらの研究では、本科研費によって導入されたLC-MSを用いて反応生成物の精密解析を行った。
かねてより研究していたアミノ酸の高圧下における脱水縮合反応について、光学選択性について研究を進めた。まだ不明な点も多いが、高圧下で二量体から三量体が生成する過程で、明らかな光学選択性が見られた。
以上の研究結果から、氷惑星・衛星内部に存在しうる氷の高圧相の周辺で、重要な有機化学反応が起こっている可能性を示すことができた。今後は反応速度の精密解析、反応過程におけ光学選択性などをより詳細に検討していく予定である。
本科研費の支援は終了するが、本研究計画の分担者と協力しながら、今後も継続して高圧力下での有機化合物（特に生命の材料となりうるアミノ酸に着目する）の挙動について研究を進めていきたい。
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
An Attempt to Analyze All Meteoric Organic Matter by Non-lipidic Polymer Derivatization Method
Grant number：17K18803 2017.6 - 2023.3
Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
Nishida Tamihito
Authorship：Coinvestigator(s) Grant type：Competitive
A new method for identifying the molecular species of soluble organic matter (SOM) and insoluble organic matter (IOM) in solvent-extractable meteorite organic matter was investigated. Molecular species of SOM, IOM, and IOM hydrolysates in meteorites were covalently bonded to non-lipidic polycations, and meteorite organic matter - polymer derivatives were identified by nuclear magnetic resonance and mass spectrometry. Reagents corresponding to previously reported meteorite organics and conditions for polymer derivatization of meteorite organics samples were investigated. IOM in meteorites was obtained in high yield by solubilization of inorganic salts with N-benzoylphenylhydroxylamine.Nuclear magnetic resonance and mass spectrometry were applicable to meteorite-non-lipidic polycationic molecules with ranging from 100 to 10k Da in meteorites.
Achievement of accurate C-14 dating for charcoal based on a chemical index
Grant number：15H02947 2015.4 - 2018.3
MINAMI MASAYO
Authorship：Coinvestigator(s) Grant type：Competitive
This study assesses two pre-treatments of charcoal samples: acid-base-acid (ABA) treatment and acid-base-oxidation with stepped combustion (ABOx-SC) treatment. In addition to C14, the effects of the treatments on the chemical structure and composition of charcoal were studied.
The ABOx-treated charcoal yielded older C14 dates than the ABA-treated samples, probably owing to the effects of removing organic contaminants bound to the edges of the aromatic molecular structures produced by the original pyrolysis. This investigation of the structural and compositional changes of charcoal during its pre-treatment demonstrates that oxidation treatment and stepped combustion can remove contaminants preferentially from the ABA-treated charcoal and ABOx-treated charcoal, respectively. Especially, the stepped combustion, not the chemical oxidation, is a key to reduce contaminant residue left after ABA and ABOx treatments.
氷衛星内部を想定した低温超高圧環境における有機物の化学進化
2013.4 - 2017.3
科学研究費補助金 基盤研究(B)
三村耕一
Authorship：Principal investigator
地球外生命探査のターゲットになり得る氷衛星での有機物の化学進化において低温超高圧反応が果たす役割を検討する。
太古代大型微化石群からさぐる地球史初期の生物多様性と表層生態系
2010.4 - 2014.3
科学研究費補助金 基盤研究(B)
杉谷健一郎
Authorship：Coinvestigator(s)
ストロマトライトと多様な微化石群からさぐる初期地球における表層生態系の成立と進化
2010.4 - 2011.3
科学研究費補助金
杉谷健一郎
Authorship：Coinvestigator(s)
隕石衝突によって初期地球へ供給された有機物の化学進化についての実験的研究
2009.4 - 2013.3
科学研究費補助金 基盤研究(B)
三村耕一
Authorship：Principal investigator
初期地球に落ちた隕石によって供給された有機物の化学組成とその量、さらに、初期地球の環境（高温で高濃度の二酸化炭素大気）で、どのような化学進化をしてきたのかを、実験的に明らかにする。
ピルバラクラトンに産出する多様な大型化石群の起源と生命初期進化における意義
2007.4 - 2010.3
科学研究費補助金 基盤研究(B)
杉谷健一郎
Authorship：Coinvestigator(s)
モデル星間分子を用いた衝撃反応とその宇宙化学的意義
2001.4 - 2003.3
科学研究費補助金 奨励研究（A）・
三村耕一
Authorship：Principal investigator
星間分子中に存在すると考えられる有機物（ピレン、フェナントレン，フルオレン）に衝撃波を作用させ、その化学組成がどのように変化するかを調べた。
First Year Seminar A
2021
Organic Geochemistry
2021
Earth and Planetary Chemistry I
2021
Geochemistry and Cosmochemistry
2021
宇宙における有機元素の進化
2007.4 - 2008.3 （Kyushu University）
