東京工業大学 地球生命研究所

世 界 屈指の頭脳と最先端技術を集 結した「生 命惑星学」の国際研究拠点を目指す

初 期 地球の環 境を“ 前 後 ” から特 定し
地 球 生命にも目を向 ける

生命の起源についての研究は、これまでは実験室の中だけ地球が産声を上げたのは今から46億年も前の情報が残っている可能性のある場所にも目で化学的な実験を積み重ねるのが一般的でした。
しかしながのことであり、その頃の地球環境を示す直接のを向け、総合的に初期地球の環境を明らかにしら、生命活動が周囲の「環境」と密接に影響し合いながら営まれ証拠は、地上にはほとんど残されていません。こていきます。ている以上、誕生したばかりの地球環境を調べる研究から得らのような状況で、私たちは地球生命の誕生の謎れるヒントは大いにあるはずです。ということは、「地球の起源」を解明することができるのでしょうか。と「生命の起源」の研究は、一つの研究環境で密接に連携しながら進めていくことが本来あるべき姿であるといえます。

※１「初期地球」がどのようにして形作られたのかという謎に迫りつつ、その地球環境をふまえながら生命誕生の起源を多角的地球生命研究所なアプローチで解明していきます。
本学がこれまで培ってきた地球科学の技術と生命科学の研の痕跡を残す実地ベースでの研究もいろいろな場所で行っています。多角的な研究を総合的に進めながら、地球生命体の特定につなげていデータをもとに高圧高温実験※３を行い、原始地

こうというのが、このプロジェクトの一つの大き球の中心核から大気・海洋までの構造を再現しな着地点です。
さらには、研究の延長線上として、将来的には1968年福島県生まれ。86年東京大学理科一料を活用し、地質記録が残る38億年前までの土星の衛星、太陽系外で発見されている惑星の環境変動から、それ以前の環境を推定します。

中には、生命を育むものがあるかもしれないのまた、月や小惑星など初期の太陽系や地球環境です。

修了、94年同博士課程修了。同年日本学術振興

大学大学院理学系研究科地質学専攻修士課程
会特別研究員を経て、東京工業大学理学部地学際的な国際拠点となることを目指します。そして、学問の融く過程を紐解いていきます。そして、得られた地球外の生命にも目を向けていきます。木星や目標に向かって研究を進める。そんな、世界中から注目される球惑星科学科助手に就任。96年11月〜98年3

合によって生まれる新たな学問を「生命惑星学」と名付け、地球

月カーネギー地球物理学研究所客員研究員（東生命から未知なる宇宙の生命へ目を向けていきたいと、壮大

工学研究科地球惑星科学専攻助教授、2006年な夢を膨らませています。

学専攻教授。2012年より現職。

界水準の研究機関である必要がと世界最先端の計算機シミュレーション技術を用いて、地球が形成されてい学の地球史資料館にある16万点余の地球史試類入学。90年同理学部地学科卒業。92年東京工大助手在任中）。99年東京工業大学大学院理東京工業大学大学院理工学研究科地球惑星科

ハーバード大学※ 1．
ELSIでは、地球が誕生した約46億年前から約40億年前までの地球の環境を「初期地球」としています。
※ 2．
地球をはじめ太陽系の惑星が宇宙の中でどのようにして誕生したのかについて、天体現象を理論的に解明し、いくつかの仮説を立て、形成されたシナリオ。
※ 3.レーザー加熱ダイヤモンドアンビル装置という、地球の深い部分の岩石や鉄を人工的につくり出す装置を用いて、地球の中心に相当する超高圧・超高温の状態（364万気圧、5,500度）をつくる技術。2010年、世界で初めて本学がこの実験に成功しています。

沿革

サテライト拠点
愛媛大学

環境の特定を目指します。もう一つ、初期地球※２ます。もう１つ、「後方からのアプローチ」
では、本て、日常的に議論やコミュニケーションを交わしながら、共通の人類の根源的な謎に挑むには、世塩」やエネルギーの供給が可能な「場」を考え、

廣瀬 敬

所長

究成果を活用し、そこに異分野の研究者が世界中から集結し国際研究拠点

ELSIは、この課題に、２つの方向から取り組んでいます。
１つは、「 前方からのアプローチ」
で、惑星形成理論

地球生命研究所（ELSI ： Earth-Life Science Institute）
は、

プリンストン
高等研究所

2009年

あります。また、地球生命研究所（ELSI）
は生命惑星学における世界トップレベル拠点を目指しています。
2012年12月のスタートから現在まで、世界中の優秀な研究者が続々と集まっています。また、バイ

東京工業大学

提携機関

地球生命研究所

海洋研究開発機構
宇宙航空研究開発機構

備にも力を入れています。

アメリカ
11機関

ヨーロッパ
11機関

協力機関

アフリカ
1機関

文部科学省のグローバルCOEプログラ
ム（国際的に卓越した教育研究拠点形成のための重点的支援）の１つとして、地球生命研究所の前身となる拠点プログラム「地球から地球たちへ」
が採択
文部科学省
「世界トップレベル研究拠点プログラム（WPI）」に地球生命研究所が９拠点の１つとして採択

2012年12月

地球生命研究所、大岡山キャンパスに設立

2013年3月

第1回 地球生命研究所
国際シンポジウム開催（大岡山キャンパス）ミネソタ大学アジア
8機関

W P Iとは2012年10月

新棟（予定）

カリフォルニア工科大学

リンガルのサポートスタッフが常駐するなど、優れた研究環境の整一方、これら初期地球環境の研究を土台に、生命科学分野では生命の誕生に必要な「栄養2015年2月（予定）

地球生命研究所、新研究棟完成（大岡山キャンパス）文部科学省は、日本の科学技術水準の維持・向上のためには、世界中から有能な人材が集まる研究拠点を形成することが不可欠との考えから、2007年に「世界トップレベル研究拠点プログラム（World Premier International ResearchCenter Initiative）
」
、通称
「WPI」
を開始しました。
WPIでは、世界から第一線の研究者が集まる、優れた研究環境と高い研究水準を誇る「目に見える拠点」の形成を目指しています。
「目に見える拠点」の形成には、「世界最高レベルの研究水準」「国際的な研究環境の実現」「研究組織の改革」「融合領域の創出」の４つが柱となり、拠点長の強力なリーダーシップのもとで拠点形成活動が展開されています。

＜地球生命研究所＞

地球と生命の謎を解き明かすELSI
地球生命研究所（ELSI）
では、生命の起源を探るべく4つの問いを研究の目的としています。
(A) どのようにして太陽系で地球は形成されたのか？
（地球形成）(B) いつ、どこで、どのように地球生命系は誕生したのか？
（地球生命起源）(C) その後、地球生命はどう進化したのか？
（初期進化）(D) 初期地球生命の研究を通じ生命を育む地球の姿を明らかにしたうえで、系外惑星や月などにおける生命の探索条件を新たに提案し、「生命惑星学」という分野を確立する。
（宇宙の生命惑星）

A

生命は、地球という環境があってこそ、存在しています。まずは地球の構造を明らかにし（A）、次にそこにどんな生命が、いつ頃誕生したのか（B）、そしてどのように進化していったのか（C）について、いろいろな角度からアプローチします。こうして解き明かされた原始生命体の遺伝情報をもとに、次のステージ（D）
では、「どんな環境の変化にも耐え、生き延びていける強い生命」を探っていきます。

B

惑星地球の形成
なぜ地球に水があるのか？
最初の大気はどんな組成？
● 第一原理的な惑星形成論の再構築（planetary physics）

初期地球生命系
生命はいつ、どこで、どのように生まれたのか？
最初の生態系はどのようなものだったのか？

● 原始生態系ゲノム推定（Database, sampling）

CD

地球生命進化
固体地球変動・銀河変動は生命をどう進化させたか？
なぜ大気に酸素があるのか？

ELSIでの使われかた：地球形成・固体地球進化等の大規模並列シミュレーションに利用
この設備で出来ること：・マントル対流のシミュレーション
・太陽系全体を扱う惑星形成シミュレーション
・銀河進化シミュレーション● 生命惑星・天体の探査法(exploration technology, spectroscopy)● 原始地殻環境での化学進化 : 低分子からアミノ酸・ペプチド・RNA合成まで（re-designed experiment）● 海水量進化とその要因（Archean ocean

crust samples, isotope geochemistry）● 生物/非生物分子判別法（isotopomer approach）

社会とのつながり

副所長

井田茂

惑星形成論

参与

Piet Hut

牧野 淳一郎

藤本 正樹

Jack W. Szostak

木賀 大介

太田 啓之宇宙物理学

計算機科学

惑星探査

國中

惑星探査

均

所長

Lisa Kaltenegger

廣瀬

惑星大気

敬

高圧地球科学入舩 徹男

John Hernlund

Renata Wentzcovitch

Joseph Lynn
Kirschvink

高井吉田 尚弘

固体地球科学

地球物理モデリング

物性物理

ELSIが取り組む「生命惑星学」の研究を身近に感じてもらうために、体験型イベントを始行っています。また、地域の小学校から見学ツアーの受け入れなど、キャンパス付近の地域活動にも積極的に関わっています。

日常的なコミュニケーション
ELSIでは、「コミュニケーションルーム」と呼ばれる多目的スペースを設け、研究者同士が日常的にコミュニケーションを図ることで、従来のたこつぼ型研究からの脱却、さらには分野の枠を超えた融合研究の促進を目指します。同様のスペースは、新たに建設されるELSI研究棟にも設置されます。

副所長

黒川顕

ゲノム科学＆バイオインフォマティクス

生化学

合成生物学

植物科学

本郷 裕一

ゲノム科学

増田 真二
光合成科学

原正彦

化学進化実験

Geochemistry

めとしたアウトリーチ活動、ホームページをはじめとするさまざまな媒体での情報発信をEarth history

ものなんですね！

ELSIでの使われかた：
地質記録が残されている38億年前までの岩石試料を調査
この設備で出来ること:・試料の分析結果から冥王代の環境を推定

Deep Earth

界をリードする研究も、こういった様々な交流から生まれるたスタディグループによる勉強会も定常的に実施しています。

Molecular Biology
Chemical Evolution

ズな業務を行えるよう、積極的な交流を試みています。世（photochemical isotope eﬀect）

研究者紹介
Planetary physics

会に参加するなど、研究者からスタッフに至るまで、スムー

地球上から集められた16万点余りの地球史試料（岩石）を活用？

● 初期大気組成・圧力とその変動

Astronomy

んでいます。

地球史試料● 光合成細菌の作出（molecular biological exp.）

ナーや、多様なバックグラウンドを持つ研究者同士が相互理解を深めることを目的としさらにそれだけでなく、ELSIソフトボールチームを結成し大ELSIでの使われかた：
生命が誕生した原始地球の高温高圧環境の再現に利用
この設備で出来ること:・生命の構成要素となる有機物の合成
・原始海洋の化学組成の調査・分析？

（numerical simulation）

ショップも随時開催しています。この他、最先端の研究者を交えて議論を交わすELSIセミルームの活用など、制度や施設としてその活性化に取り組

600度、600気圧の高温高圧環境を実現？
● 銀河イベントと地球史シンポジウム・ワークショップ

視しています。ランチミーティングやコミュニケーション

バッチ式高温高圧リアクター？

？

ELSIでは、毎年１回、国際シンポジウムを主催しています。また、2013年４月より、
ワーク

ELSIでは、研究を円滑に行うために、人間関係の構築を重Intelの最新10コアXeon CPUを96個搭載● 冥王代熱水場の化学エネルギー環境復元（hydrothermal exp.）

活動内容

研究をよりスムーズに進める秘策!?

スーパーコンピュータ● 原始地殻・マントル・コア組成の決定（high pressure experiment）

生命の起源を探る上でまずクリアしなければならない課題が、初期地球の姿を探ることです。ELSIでは、この難題に対して、46億年前の地球の構造を最新技術で推定していく方法と地質記録から歴史をさかのぼって推定していく方法の両方向からアプローチします。まず、スーパーコンピュータを用いて大規模なシミュレーションを実施、さらに地球の中心部と同じ超高圧・超高温状態が作れるレーザー加熱装置により、原始地球の構造を明らかにします。またもう一方では、地質記録が残る38億年前までの情報から、それ以前の地球環境をさかのぼって推定していきます。
もう一つ、月や小惑星、隕石といった地球外物質の調査も、地球生命の解明にリンクしていると考えられることから、他の研究分野と連動するなどして解明を加速させていきます。
さらに、ELSIは世界で最先端の研究を行う機関と連携し、国際的な研究拠点として、世界の 知 を集結させる21世紀型の研究室でもあります。
つまり、研究室から現場へ、日本だけでなく世界と、そして、地球のみならず宇宙にも目を向けることで、精度の高い新しい手法の研究体制をとっているのです。

ELSI

Cray XC30™

生命を宿す地球は宇宙の中で特殊なのか？
それとも普遍的なのか？ 地球外生命はどう探す？

ELSIは、新たな研究スタイルを提案

ワンポイント

研究設備

宇宙における生命

丸山 茂徳
地球史

地球生命論

研

地球微生物学

地球環境化学

大河内 直彦
同位体生態学上野 雄一郎地球生物化学東京工業大学 地球生命研究所〒152-8550
東京都目黒区大岡山2-12-1-IE-1
東京工業大学 地球生命研究所
Te l : 03-5734-3414
Fax : 03-5734-3416
E-mail : info@elsi.jp
ロゴマークについて
アートディレクター福岡南央子氏によるデザイン。
象徴的なシンボルマークは、月をつくった惑星同士の巨大衝突のようにも、細胞分裂にも、また、惑星の軌道のようにも見える。
上下に分かれた系統樹は生物の進化だけでなく、その起源、さらには地球の起源と進化も表している。
このようにELSIの研究内容の持つ様々な側面が、ひとつの造形に込められている。
「ELSI」の背後には文字に共通するシンプルなエレメントが見える。無限大マークのようにも見えるエレメントは、これからの研究で発見・実証される未知の部分・ELSIの可能性を表している。

大岡山エリア

線
目黒町線
大井東急

東京工業大学東急

石川台エリア

大岡山駅
中原街
道

石川

文教大学
付属小学校

台駅

東

急池

区立洗足池小学校

上線

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