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  古環境科学研究室:中生代の地球環境変動と生物進化
   平野教授は2014年5月5日に逝去されましたが,研究指導は存続します.
     
 
 

研究室スタッフ

専任教員:         

2014年度は
太田 亨 准教授兼任 

非常勤:         

助手 清家一馬(博士(理学):早大)

助手 村上瑞季(博士(理学):早大)

研究・教育活動情報

 

 地球には地球固有のつくりとリズムがあり,人類の出現以前から,長短様々な周期と振幅で温室時代,氷室時代が繰り返してきました.中生代白亜紀は最も新しく且つ最大規模の温室時代として,また今より海面が200mも高いという高海水準期としても知られており,そのような特別な環境下であるが故に今日知られている世界の石油の60%が形成されています.しかし,その後半は温度・海水準の低下期であり,換言すれば通常状態への回復期なのですが,既存の生物の著しい絶滅・衰退を伴いました.中生代に繁栄を誇った古生物の一部は石油が出来たような時に,多くはこの環境の諸要素が通常に向かう過程で絶滅しました.しかし,生き残った僅かの生物は6600万年前の隕石の衝突による短期間の地球環境変動により絶滅しました.このような事変は,生命の歴史において確率的に生存が決定された過程が存在した可能性を強く示唆しています.
 私達人類を含む哺乳類が今日の繁栄を迎えたのは,上に述べた地質時代のどの現象が最も大きく関係しているのでしょうか.探ってみよう.

さらに詳しく
 

サントニアン期のアンモナイト
(北海道羽幌川産)

9390万年前の海洋無酸素事変の証拠を探究している学生
(北海道夕張地域)

 
   

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  地球物質科学研究室:超高圧変成岩から読み取る地球深部情報と物質循環
   
 
 

研究室スタッフ

専任教員:小笠原義秀教授

(工学博士:早大)

研究・教育活動情報

 

 プレート運動に起因する大陸衝突帯には,ダイアモンドやコース石を含む“超高圧変成岩”と呼ばれる岩石が分布していることが最近の研究でわかってきました.ダイアモンドやコース石はきわめて高い圧力下でのみ安定ですが,岩石の源は表層物質と考えられています.このダイアモンドは宝石になるものとは異なる成因を持ちます.それは,大陸表層物質がプレートの沈み込みに伴ってダイアモンドができる深さ(150km以上)まで達し,再び地表に上昇するプロセスの存在を示す重要な証拠です.このようなダイアモンドは有機炭素起源の可能性が大です.地球深部の岩石を研究することで,地球内部の物質の様子やその循環を解明していくことを目指しています.フィールドはカザフ共和国北部のコクチェタフ変成帯(古生代初期の衝突帯)や中国の大別山−蘇魯変成帯(中生代初期の衝突帯)などです.
 野外調査のほか,顕微鏡観察,EPMA等の機器分析,コンピュータを駆使した理論的計算を行い,謎解きに取り組んでいます.また海外の研究者とも積極的に共同研究を進めています.

マイクロダイアモンド
(コクチェタフ変成帯産)
 
   
   

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  構造地質学研究室:断層および剪断帯の構造地質学とテクトニクス
   
 
 

研究室スタッフ

専任教員:高木秀雄教授

(理学博士:名古屋大)

研究・教育活動情報

 

 日本列島のようなプレート収束域のテクトニクスを論ずる上で,剪断帯の運動像の解析は構造地質学の分野では欠かすことのできないものとなっています.本研究室では,マントル上部から地殻表層部にわたる深度において剪断変形を受けて形成された断層岩を対象とし,そこに記録された運動像と変形像および変形環境や変形史の解明を行っています.具体例としては中央構造線,棚倉構造線をはじめ北海道から九州および韓半島や雲南省,ネパールヒマラヤの剪断帯に至るまで,幅広い地域を扱っています.また,中央構造線に沿って,領家帯と三波川帯の間にあったと想定される地質体(古領家帯)の復元も,日本列島の構造発達史を解明する上で近年の大きな研究テーマのひとつです.
 研究の手法としては,詳細な野外地質調査と定方位岩石試料の顕微鏡観察やファブリック解析が主体となりますが,そのほかEPMAによるBSE像の観察と鉱物分析,X線粉末回折,電子顕微鏡による下部組織の観察,全岩化学分析,鉱物の年代測定,カソードルミネッセンスによるヒールドクラックの観察,帯磁率違方性の測定なども,目的に応じて行っています.

マイクロクラック

淡路島領家帯,野島花崗閃緑岩を貫くヒールドマイクロクラックのカソードル ミネッセンス像
青:カリ長石,暗紫色:石英,黄緑色:斜長石,斜長石の内部の暗色部は角閃石.
カリ長石を貫く暗色脈が,ヒールドマイクロクラックを充填するカリ長石.
 
   
   

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  鉱物物理化学研究室:鉱物および粘土鉱物の物理・化学と応用
   
   
 
 

研究室スタッフ

専任教員:           

非常勤:         

非常勤客員講師 岡田友彦(信州大学工学部)(博士(理学):早大)

非常勤客員講師 井出裕介(NIMS)(博士(理学):早大)

助手 宗宮 穣

研究・教育活動情報

 

 形成条件,化学組成の違いによって様々な構造,形態を持つ鉱物が形成し,色,形,硬さなどによってこれらを区別できることはよく知られています.科学技術の進歩にともない私達は物質の様々な性質に興味をもつようになり,これを評価する様々な手法を手にいれました.その結果ダイアモンドがエレクトロニクス材料としての可能性を指摘されるように,従来セラミックス原料や装飾品として用いられてきた鉱物の新しい用途が開けてきました.
 本研究室では鉱物を物質としてとらえ,その物理,化学的性質を解明することを一つの目的としています.具体的には粘土鉱物を中心としたケイ酸塩,炭酸塩など様々な化学組成の鉱物を対象に,X線回折,分光学的手法などを用いて基礎的な情報を得るとともに,その合成も行っています.有害物質の除去,光反応の制御など地球環境浄化に貢献する応用の可能性を検討しています.

蛍光顕微鏡

蛍光顕微鏡
 
   
   

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  惑星科学研究室:惑星の多様な地質環境における岩石学・同位体地球化学
   
 
 

研究室スタッフ

専任教員:ティモシー・
ジェイ・フェイガン准教授

(理学博士:
カリフォルニア大)

研究・教育活動情報

 本研究室では,岩石学的手法および同位体地球化学的手法を用いて,地球の変成帯,月の火成岩,小惑星および太陽星雲(我々の太陽系の初期段階において太陽を取り巻いていたダストやガスの雲)などを含めた多様な地質環境における岩石の形成および変質過程を研究しています.最近の研究では主に隕石を扱っており,AlおよびMg同位体を用いた変質時期の解明や,太陽星雲中に存在した酸素の蓄積過程をO同位体を用いて評価しています.

 
Allende隕石 Efremovkaコンドライト
Allende隕石[詳細



 
Efremovkaコンドライト
元素マッピング[詳細


 
 
   
   

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  宇宙物理学研究室:高エネルギー天体現象の電波観測
   2015年度定年退職予定(2014年度卒論の募集は終了しています)
   
 
 

研究室スタッフ

専任教員:大師堂経明教授

(理学博士:東大)

研究・教育活動情報

 

 時間的に激しく変化する宇宙の姿を電波でとらえ、重力理論をはじめとする物理法則の検証を観測によって行うことをめざしています。そのための観測装置を早稲田大学で独自に開発し観測をはじめました。最近銀河面から離れた方向に突然強い電波を出す天体が見つかりはじめました。これらの天体の正体はまだ分かりません。観測例を増やすこと、および ガンマ線、X線、赤外線、光などで対応する天体を突き止めることとを現在並行してすすめています。観測には電波が波であることを利用する電波干渉計という装置を開発しました。干渉計では、ケンブリッジ大学が1960年頃に開発したFourier合成干渉計という方式のものが世界で広く使われています。この方式は、何週間も時間をかけて観測し、詳細な電波像が得られる大変すぐれた方式です。ただこの方式では観測期間の間に、空の電波の輝度分布は変らないことが前提とされています。そのため最初に書いた、時間的に激しく変化する宇宙の姿を電波でとらえるという目的には使えないのです。
 そのため研究室では、毎秒2千万枚の電波像を出力できる新しい原理にもとずく電波干渉計を開発し、また球面鏡を那須に建設しました。その結果、新しい種類の天体が発見されはじめたのです。研究室では数学、物理学、エレクトロニクス、コンピュータを体系的に深く学び、それを土台にしてこれらの観測装置の開発を進めています。新しい発見をなしとげている世界の観測所は、みな少ない予算で工夫をしながら独自の観測装置をつくり上げています。

早稲田大学那須パルサー観測所
(自由学園那須農場)
[詳細]
 
   
   

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  堆積学研究室:堆積岩から読み取る地球表層環境
   
 
 

研究室スタッフ

専任教員:太田 亨准教授

(博士(理学):早大)

研究・教育活動情報

 堆積岩は地球表層環境における物理的・化学的プロセスの総合的な作用によって形成されます.したがって,堆積岩の構造や化学組成を解析することにより,地質時代における地球表層の様々な情報を時系列的に読み取ることが可能です.本研究室では,このような記録から過去の日本列島の堆積環境・古気候を解析し,東アジア地域がどのように形成・発達してきたのかを復元する研究をおこなっています.また,日本列島の中でも特異な地質体である黒瀬川帯の構造発達史を解明する研究にも取り組んでいます.
 研究の手法としては,野外における地質調査を重視しています.これに加えて,堆積岩の物性計測,粒度分析,鉱物分析,化学組成分析をおこない,太古地球の解明に挑んでいます.

 


 
サージ堆積物中のクライミング・デューン.堆積物の移動速度が速く,かつ,大量の堆積物が供給されたことを示す特異な堆積構造.韓国,済州島.
 
   
   

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  火山学研究室:火山噴火と地殻浅所でのマグマプロセス
   
 
 

研究室スタッフ

専任教員:鈴木由希
専任講師

(博士(理学):東大)

研究・教育活動情報

 

 日本は世界有数の火山国です.火山は美しい景観やダイナミックな噴火で人々を魅了し,温泉や鉱床などの恩恵ももたらしますが,時として大きな災害を引き起こします.そのため火山の研究は,防災・減災への応用も意識しながら行われます.専修の他の研究室と比べ特異なのは,数十万年前以降に形成された若い地質体(火山体)が主な研究対象で,進行中の地質現象(噴火)も対象に含まれる点です.現象の時間スケールも短く,火山の一生が数十万年,一回の火山活動は数年,一回の噴火は数時間〜数分程度であるのが一般的です.
 地表で観察される噴火現象は,規模,様式,継続時間等において多様で,一回の火山活動や火山の一生の中でも変化していきます.その背景にある仕組みを探る上で,地下におけるマグマ供給系の構造とマグマプロセスの解明は欠かせません.マグマが地表に噴出し急冷されて出来た火山岩には,マグマ生成〜マグマ溜まりでの進化〜噴火時の地表への移動という歴史が,それらの時間スケールの情報と共に記録されています.この火山岩という"地下からの手紙"を解読し,噴火現象の多様性や,噴火誘発過程,火山の発達史などの理解につなげることが,本研究室の主要なテーマです.
 前述の岩石学の手法と並んで,火山地質学の手法も重視します.噴火の度に残される地層・溶岩流と,それらの層序は,過去の一回の火山活動の推移(噴火様式や規模の時間変化)や火山誕生後の噴火履歴を知る手がかりとなります.つまり意味のある岩石学的研究を行うには,火山地質学についての基礎データが不可欠ということです.なお火山活動には火山毎の特徴があると信じられていますので,噴火履歴を知ることは,将来の噴火の特徴を予測する上でも極めて重要なことです.

桜島火山,昭和火口の噴火(2013年7月)      _

新燃岳2011年噴火で最初に噴出したマグマの破片

 
   
   

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