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「恐竜が絶灭した原因は？」と闻かれて思い浮かぶのは、陨石衝突。
理学研究院で地质学を専门とする佐藤峰南先生は、そうした天体衝突の痕跡を地层中から探し出し、地球の环境変动メカニズムの究明に向け研究を続けています。
地质调査の方法や地质学の魅力について佐藤先生に话を伺いました。

地层から地球の歴史を纽解く

先生の研究内容を教えてください。

私の専门は地质学?地球化学です。なかでも、天体衝突イベントの痕跡を地层中から探し出し、环境変动メカニズムを解明するという研究をしています。天体衝突イベントとは、文字通り天体が地球表层にぶつかる现象のことです。天体衝突イベントには、その时代に生息していた生物を絶灭に追いやった可能性がある规模の大きなものから、地球环境にほとんど影响のないレベルの小さなものまでありますが、私はその中でも规模の大きな天体衝突に焦点を当ててきました。

どのように天体衝突の痕跡を调査しているのですか？

国内外を问わず现地を访れて岩石试料を採取し、実験室で分析を行っています。主にヨーロッパとアメリカの地层を调査することが多いですね。

私の主な调査対象は、古いものだと30亿年前、新しいものだと恐竜が絶灭した约6600万年前の地层ですが、特にヨーロッパは2亿年ほど前の堆积物がとてもよい状态で残されているのでよく调査に访れています。

地层の调査は过酷そうな环境ですね。

山奥のように調査场所までの道のりが険しいことが多いので、装備はしっかり整えて出かけます。行きはリュックサックの中身がほとんど空っぽなのでまだよいのですが、帰りは岩石試料を目一杯詰め込み、かなりの重さを背負ったまま歩くことになるので大変ですね。

衝突の痕跡がある场所はどのように目星をつけるのですか？

规模の大きな天体衝突では地表にクレーターが形成されるのですが、クレーターは周辺环境の影响を受けやすく时间とともに消えてしまうので调査には限界があります。
そこで、天体が衝突するときにまき散らされた物质が地层中に堆积して残っているはずだという前提のもと、クレーターの形成时期と同じ年代の地层がどこにあるのかというのを文献などで突き止めて调査しています。

採取した试料からどのように対象の物质をピックアップするのですか？

ピックアップの方法は2种类あります。

1つ目は、地层中に残されている物质は、衝突时の热で溶けて表面が丸くなっていることが多いので、顕微镜などで表面の丸い粒子が地层中にないかを探す方法です。

もう1つは、天体に豊富に含まれる「强亲鉄性元素（オスミウムやイリジウム、白金など）」という元素に焦点を当てる方法です。採取した试料中に强亲鉄性元素がないかを高精度な分析装置で测定し、地球上では通常考えられないような强亲鉄性元素の浓集が存在していれば、それは天体衝突の証拠である可能性が高いと考えられます。

いずれの方法でも、现地で试料を採取した段阶では、その岩石中に対象の物质が含まれているのかなかなか分からないので、まずは大量の试料を集めて観察を进めるという作业の繰り返しです。

宇宙の歴史のカケラを手にする感动に魅せられて

先生が地质学の分野に兴味をひかれたきっかけは？

高校生のころは大学で天文学を学びたいと思っていました。大学で理学部に进んだのですが、大学で「地层中から宇宙物质を検出する」という内容の讲义を受けたのがきっかけで、地层を通して过去に宇宙で起きたできごとを知ることができる地质学という分野に兴味が涌きました。

确かに宇宙の歴史を垣间见られるとしたらワクワクしますね。

そうなんです。大学生のころに卒业论文で、日本の地层から规模の大きな天体衝突の痕跡を见つけられないか调査していたところ、岐阜県の木曽川沿いで発见することができ、そのときは兴奋しました。

地层中から过去に地球にやってきた宇宙物质を発见し、「宇宙の歴史を自分が今まさに手にしている」という感覚を味わえることは地质学の大きな魅力だと思います。

研究者になってからの思い出深いできごとはありますか？

2016年に恐竜が絶灭した时代に形成されたクレーターを掘削する国际プロジェクトに参加しました。海底から堆积物を引き上げて、クレーターの下に通常では考えられないような特异的な地层が厚く堆积しているのを目にしたときは、过去に地球环境に大きな影响を与えるような巨大な天体衝突が本当に起こっていたのだという実感を得られて感动したことを覚えています。

地层に焦点を当てるからこそ见えるものがある

先生の研究室ならではの特徴はありますか？

天体そのものではなく、地层中から宇宙物质を検出できる点が大きな强みだと思います。地层中の痕跡は地球に元から存在する岩石に希釈されているため検出が难しいものなのですが、私の研究室では手法に改良を重ねてそれを可能にしました。

天体そのものではなくて、地层を调査するのはなぜですか？

地层を调査すると时间解像度の高い情报を得ることができます。1枚の地层を境に、前后でどのような环境変动が起こったのかまで详しく见えてくるのです。クレーターや天体そのものの研究だけでは分からなかった情报を得られるので、环境変动をより详しく究明するには地层まで调査する必要があると考えています。

令和５年度に科学技术分野で文部科学大臣表彰を受赏された研究について教えてください。

私の学生時代の指導教員や共同研究者と一緒にずっと進めていた研究です。宇宙塵（うちゅうじん）と呼ばれる直径1ミリ以下のごく小さな塵状の宇宙物質から規模の大きな天体衝突イベントまで、あらゆる宇宙物質の流入履歴を地層中から検出しようという研究でした。 規模の大きな天体衝突ですと環境変動を引き起こすなどその時代に生息している生物に与える影響が大きいので、過去の事例を参考に地球の環境がどのように変化していくのか、未来予測にも役立てられるのではないかと期待しています。

地质学のおもしろさをもっと伝える

普段、学生に指导するうえで意识していることはありますか？

学生一人ひとり兴味関心のある対象は违います。そのため、研究资料や调査地域などはこちらである程度候补を用意しておきますが、研究の方向性や手法などは学生自らが考えて决められるよう、こちらからはあまり提案しすぎないように気をつけています。

研究室の学生にはどのような人材に成长してほしいですか？

研究职に就くかどうかにかかわらず、探究心を忘れず仕事に取り组める人材になってほしいです。自分の仕事に夸りを持ち、常に「自分には何ができるのか」を考えて、プラスアルファの価値を生み出せるような人材になってくれることを期待しています。

今后の目标を教えてください。

天体衝突に特化した研究室の开设を目标にしています。世界各地にさまざまな时代の痕跡が残されており、试料は无数に存在しているので、それらを网罗するくらい势いのある、「ここなら天体衝突のことが何でもできる」という研究室を作りたいです。

また、恐竜が絶灭した原因の一説として有名な天体衝突イベントは一般の方、特に子どもたちにも受け入れられやすく、アウトリーチのしやすい分野なのではないかと思っています。地质学全体についてももっと多くの方々に知ってもらえるような机会を作っていけたらいいなと考えています。

最后に、进路に悩む高校生にひと言いただけますか？

地质学は宇宙の歴史を垣间见ることができるロマンのあるおもしろい分野であり、また、理系だと高校ではあまり学习しないからこそ発见も多い分野なのでぜひ兴味をもっていただけるとうれしいです。

大学は文理にかかわらず様々な分野を学ぶことのできる环境が整っているので、自分の兴味のあるものを见つけて突き进んで欲しいと思います。