2021年⽇本地球化学会ショートコース

ご講演質問リスト*ご講演中に時間の都合で取り上げられなかった質問，アンケートに記載されていた質問に対するQ&Aです。

⽩岩先⽣へのご質問
Q1. ドラえもんとミニドラえもんの例えが⼤変わかりやすかったです。⾃分のオリジナリティを確⽴したいのですが、⼀⽅で先⽣からまだまだ教わりたい気持ちも強いです。キャリアの中で、⼤体いつ頃からオリジナリティのある研究へと展開すれば良いでしょうか。
Ø⼈によると思いますが、特に修⼠課程と博⼠課程の最初の頃までは、先⽣から与えられたテーマに沿って研究していくのが常套だと思います。博⼠課程の後半には、⾃分でテーマを⾒つけ出す⼒が備わってくるのが理想かもしれません。ポスドクでは、⾃分の⾊を出した研究をするように意識するのは重要だと思います。その意味で、講演でも話しましたが、ポスドクは博⼠課程とは別の研究室にいくことに意義があると思います︓博⼠課程で⾝についたことを⽣かしながら、新しい研究テーマに取り組めるので、必然的にポスドクのボスとは少し⽑並みの違った研究をしやすいからです。私の場合は、博⼠課程では有機エアロゾルの変質のモデル研究をしていました。ポスドクでは、主に有機エアロゾルの⽣成実験をしている研究室で、そこで博⼠課程で培ったことを発展させたモデルを開発して実験結果の解析をしていたので、博⼠課程とポスドクのボスとも違う研究ができたように思います。

Q2. ドイツのマックスプランク研究所のグループリーダー、とカルフォルニア⼤学での教員職を違い、がイメージがつきません。ドイツからアメリカへの異動を考える上で、何か考慮されていたことがあれば教えて下さい。
Øマックスプランク研究所のグループリーダーは、⾃分のグループを持ち学⽣やポスドクはいましたが、テーマはディレクターの意に沿ったものであり、研究費もディレクターから差配されたもので、完全に独⽴した研究室とはいえず、⾔わば半独⽴の状態でした（⽇本の助教に近い状態）。ただ、⼗分すぎるほどの研究費がある上に、ディレクターとの関係も良く研究の⾃由もかなりあったので、とても恵まれた環境ではありました。ただし、研究所なのでprofessorshipはなく、⾃分のグループのオフィシ
ャルな指導教官ではありませんでした。アメリカは、Assistant Professorの時点で既に完全に独⽴した上に⼀⼈のPIとして初めから認知されるので、すべて⾃分の差配で研究できる点が最⼤の魅⼒です（その分リスクも⾼いですが）。

Q3. テニュア・トラックは⼤抵5-6年ですが、⽩岩さんはカルフォルニア⼤学でのAssistant Professorは1-2年だけでテニュアを取得しAssociate Professorへ昇進していらっしゃいます。これらも含め、カルフォルニア⼤学着任前に何か相談していたことがあれば教えて下さい。
Øマックスプランク研究所のグループリーダーもテニュアトラックに近い制度で、５年後に評価されて、パーマネント職になるポジションでした。すでにグループリーダーを３年していましたので、カリフォルニア⼤学にはその点を考量してもらい、テニュアトラック（テニュア取得までにかかる期間）を短くしてもらいました。ただやはりテニュア取得の条件は⾼いので、研究費の獲得、授業をきちんとしていい学⽣評価を取る、そして論⽂も出すということが求められ、カリフォルニアに移った後は結構頑張って研究しました。

Q4. 海外を考える上で、語学が不安です。渡航前や渡航後に何かしていた⼯夫はありますか︖また、英語上達に関して何かご助⾔あればお聞きしたいです。
ØTOEFLの勉強はしていました。それと、電⾞の中で英語を聞くようにしていました。学⽣時代は論⽂をかなり読むようにしていました。⾯⽩そうな論⽂はすべてプリントアウトして机の上に置いておき、時間あるときに⼿にとって読むようにしていました。
渡航後は、研究に忙しく英語の勉強を特別したことはありません。⽇常の研究⽣活の中で⾝につけていった感じです。これは個⼈的なことですが、フレンズ（シットコムでかなり笑えます）が好きで、DVDを⾒まくっていたらアメリカ英語の聞き取りがよくなって喋るのも上達したような気がします（気のせいかもしれません）。英語の字幕をつけながら⾒るとついていきやすいです。

Q5. アメリカの⼤学でのレクチャーの様⼦が想像と異なっていて驚きました。学⽣を楽しませたり、たくさんの宿題を出しても評価を落とさないために、何か気をつけていることはありますか︖(※私も学位を取る時に海外を考えましたが、とある海外の教授に「君は学部⽣にベーシックサイエンスを英語で講義する度胸ある︖」って⾔われて、怖気づいて断念した記憶があります。今思うと、あのとき勇気をだしていれば、と後悔しています)Ø

⼀番気をつけていることは、学⽣に対して⾃分がいかに授業に熱意を持っていて、学⽣みんなに成功して欲しいんだという気持ちを伝わるようにしていることです。逆に学⽣を⾺⿅にするような態度をとるなど上からの態度を少しでもとってしまうと、評価にもろに出てしまいます。後は、ハッタリでもいいから⾃信を持って堂々と授業することです。少しでも⾃信のなさそうな態度をとると、学⽣に不安に思われるか舐められてしまいます（これは⽇本でも同じでしょう）。

Q6. 私の指導教員の先⽣があまり英語が得意ではなく、国際学会への参加も積極的ではありません。研究⾃体はとっても楽しいのですが、そのような環境から⾶び出る勇気がありません。⽩岩さんは、海外を⽬指す上でどなたかに相談をしたりしていましたか︖
Ø

私の場合は、誰にも相談しませんでした。学振DC1を落とされたことで⾃分の気持ちが振り切れてしまっていたので、後先考えず⾶び出した感じです。国際学会に参加できる機会があるといいですね。いい研究をして、指導教官に国際学会で発表してみたいと相談してみてはいかがでしょうか︖

Q7.⽇本と⽐べて、欧⽶の⽅が企業からアカデミアへと戻りやすい環境であるとのことだったと思いますが、その分産学連携のプロジェクトも⽇本より発展しているという理解で正しいでしょうか︖
Ø

産学連携はアメリカは多いように感じますが、私⾃⾝あまり経験がなく、⽇本の事情も詳しく承知していないので、回答できません、すいません。

Q8. これからも最新の活動をフォローしたいので、ツイッターやFacebookでフォローしてもいいですか︖
Ø

研究のことは主にツイッターを⽤いていますので、どうぞ@ManabuShiraiwaをフォローしてください。Facebookはほとんど個⼈的なこととなっております。

尾﨑先⽣へのご質問
Q1. 今年，⼤気観測しやすい地球型系外惑星が⾒つかったという報告もありますが，現在，尾﨑先⽣のモデルに当てはまりそうな系外惑星はどの程度⾒つかっているのでしょうか。Kepler 452b以外にもあるのでしょうか。
Ø

これまでに発⾒されている⼤気観測しやすい地球型系外惑星は、⾚⾊矮星と呼ばれる太陽よりも低温度の恒星周りに存在しています．こうした惑星系のハビタブル惑星は、太陽―地球の関係とは⼤きく異なった条件下にあります．Kepler452bは未来の太陽―地球の関係に対応する可能性のある惑星として、私の知る限り最もふさわしい天体です．ただ、惑星候補にとどまるという論⽂もあるようなので今後の検証が必要です．また、Kepler-452bはかなり遠⽅にあるため⼤気観測は難しいでしょう．今後、より近傍の太陽型恒星周りでのハビタブル惑星の発⾒が期待されるところです．

Q2. ⽕星の⽣命探査では⼟壌中のメタンの検出が重要という話を聞いたのですが、地球にはかつて多くのメタンがあったのですね。⽕星の場合はこれが進化の過程で失われたために、現在、メタンがないということなんでしょうか︖
Ø

⽕星のメタンについては、キュリオシティによる観測など現在精⼒的に研究が進めれられているトピックです．現在の⽕星のメタンの起源についてもまだ解明されておらず、私の知る限り、太古の⽕星⼤気中のメタンについては殆どわかっていません．
地球の場合は、⽔岩⽯反応のほか、嫌気条件下でメタン⽣成古細菌による⽣物源メタンの⽣成が⽣じます．その起源は35億年前まで遡り、当時の無酸素⼤気中では数百ppmvレベルで存在し、当時の温暖気候の形成に寄与していたと推測されています．ただし、地質記録に基づく制約はほとんどなく、現状のところ理論研究に基づく議論にとどまっているのが現状です．

Q3. 10億年もあると、⽣物の代謝機構の進化（さらなる低CO2環境への適応など︖）もありえると思いますが、⼤気酸素濃度の低下⾃体は、⽣物の進化があったとしても、物質収⽀などの問題で必然的なものになるんでしょうか︖
Ø低CO2条件への適応は⼗分あり得ると思っています．この研究では光合成限界（CO2補償点）に不確定性をもたせ、CO2濃度が1ppmvまでは光合成ができる場合についても検討しています．結果としては、たとえCO2低下に適応した場合にも、太陽光度の増⼤に伴う気温上昇によって光合成速度が低下し、最終的には貧酸素化が進⾏する結果となっています．330K程度まで⾼温環境に適応できる場合についても結論は変わりませんでした．

Q4. 系外惑星に酸素やオゾンがある場合、オーロラに現れる可能性があると思いますが、尾崎さんも電磁気圏までモデリングされる予定はありますか︖（酸素やオゾンそのものを検出する⽅が楽なのでしょうか）Ø

これは考えていなかった着眼点です．私は卒業研究がMHD（電磁流体⼒学）に関するテーマでしたので、興味はあるところです．もし直接撮像された惑星からそうしたことまでわかると⾯⽩いでしょう．ただ、検出可能性については私にはわかりませんので、ご専⾨の⽅の意⾒をいただきたいところです．

Q5. 太陽定数（luminosity?）の将来変化はどの程度確からしいのでしょうか︖
変化がない場合の結果も図に載せてらっしゃったので気になりました。
Ø主系列星の光度進化については重⼒熱⼒学の分野で確⽴しているものと思います．地球史初期については、太陽質量に不確定性があり、これが当時の太陽光度に影響することが議論されていますが、（億年スケールの）将来進化については、不確定性はほとんどないと⾔って良いと思います．本研究では、太陽光度の増⼤が⼤気貧酸素化の究極的なドライバーになっていることを明⽰するために、太陽定数⼀定の場合についても数値事件を⾏いました．こうした“たられば実験“ができるところが理論モデルの強みだと思います．

Q6. モデルでは，基本的に地球型の条件を⽤いていらっしゃると思います。系外惑星探査研究と絡める際，他のハビタブル惑星の条件である，液体の⽔が存在しうるか，⽣命活動可能な時間スケールで⼤気が保存されていたか (温度，中⼼星からの距離，中⼼星の将来変化な，惑星サイズなど)といった他の条件も踏まえたモデリングは可能でしょうか。
Ø

まずは太陽―地球の関係にある惑星について研究を進めていくつもりですが、そこから少しずつ条件を緩めながら研究を進展させていきたいと思っています．⼿を付けやすいのは中⼼星タイプの違いや⽣態系構造の違いに注⽬した研究です．固体地球要因（熱史、プレートテクトニクスや惑星のバルク組成）についても検討したいところですが、まだアイデアはありません．

Q7. 最近，⽣物による酸素の⽣成量は惑星の⾃転軸 (昼の⻑さ)に依存するという研究があったと思います。地球の⾃転軸の変化を考慮すると，モデル計算結果はどのようになるのでしょうか。
Ø⾃転速度と酸素⽣成の間に関係があるのではないかという議論があるのは承知しています．問題は、そうした⽇単位の酸素⽣成が地質学的時間スケールの応答時間をもつ酸素濃度（今の地球では200万年程度）に影響するかという点です．地質学的時間スケールでの酸素⽣成は光合成由来の有機物がどれだけ埋没するか（酸化を免れるか）ということで決まっています．⽇単位で酸素を多く作ったとしても、結局それらの有機物が埋没せずに酸化してしまえば地質学的時間スケールでの酸素⽣成量は増えません．私は、いまのところ、⾃転速度が酸素進化に⼤きく影響することはないのではないかと考えています．

Q8.地質学的なデータとの対応ということに⾔及されていたかと思うのですが、具体的な指標として酸素以外に、例えば循環による炭素同位体の変動のようなものは⾒られるのでしょうか、ということをお聞きしたいです。
Ø

⼤気海洋の貧酸素化が⽣じれば、炭素や硫⻩の安定同位体に顕著な変化が現れると予想されます．たとえば、有機物合成が低下すれば炭素同位体⽐も低下するはずです．また、海洋の硫酸リザーバーが枯渇するのに伴って、硫⻩の安定同位体⽐に⼤きな正異常が記録されると予想されます（海洋貧酸素化に伴う⻩鉄鉱の埋没率増⼤の効果）．地質時
代には⼤気貧酸素化が⽣じた可能性のある時代があり、そこでの地質記録―モデル⽐較を研究として進めています．地質時代の⼤気組成（O2, CH4）の制約や海洋化学組成（P, Fe）についても定量的な制約が地質記録から進むと、理論モデルにとって⼤きな制約になります．このあたり、今後あたらしい指標が開発されることを⼤いに期待しています．

Q9. 聞き逃してしまったかもしれませんが、将来の地球⼤気の酸素濃度の低下の横軸（失くなるまでの時間）に⼤きな幅があったと思いますが、何に起因するのでしょうか︖
Ø

特に重要なのは地球表層とマントルの間での物質収⽀です．マントルから表層に還元的な物質が供給されるフラックスが⼤きい場合ほど酸化的な⼤気の持続期間は短くなります．また、沈み込み帯通して還元的な物質（有機物や⻩鉄鉱）がどれだけマントルに輸送されるかも⻑期的な酸化還元収⽀に影響します．沈み込み帯での物質循環の理解は、惑星進化の観点からもとても重要なテーマだと思っています．

松岡先⽣へのご質問
Q1. レーザーの照射は特定の波⻑ですが、再現実験には波⻑はどのくらい重要なのですか︖
Ø

熱を効率よく与えられるかどうかという点で重要で、YAGレーザ波⻑1.064 umでのMurchisonの反射率は⼗分低い（約6％）ので、照射時に熱をほぼ損失なく与えられると考えています。

Q2. 宇宙⾵化作⽤で有機物が宇宙⾵化作⽤でスペクトルの傾きが変わる仕組みは，どのようなものでしょうか (有機物の分解でしょうか︖）。そういった再現実験はされているのでしょうか。
Ø

構造変化が起きて（炭化の進⾏）、このとき短波⻑が明るくなっていくという報告があります（Moroz et al. 2004
Icarus 170: 214︔イオン照射実験です）。

Q3. 微⼩隕⽯の衝突をレーザー照射で再現なさっているようですが、レーザーで再現できる「微⼩」さとはどの程度を指すのでしょうか? もし既に説明なさっていたら申し訳ありませんØ

微⼩隕⽯はMicrometeoroidと呼ばれているのですが、本実験でもちょうどミクロンサイズのダストの20 km/sec程度での衝突の再現を試みました。

Q4. B型はスペクトルの形状がC型の他の形状と違うように⾒えるのですが、なぜB型もC型に分類されているのでしょうか︖
Ø

特にめだった吸収がないこと＋明るさが暗いという特徴がC型的のため、広義のC型に分類されていると思います。お書きの通りB型だけ右下がりで違います。OSIRIS-RExのターゲットBennuはこのタイプです。こちらの関連記事もわかりやすいと思いましたので、よろしければご覧ください。https://www.hayabusa2.jaxa.jp/topics/20161125/

Q5. 反射スペクトルは試料の反射だけでなく、屈折や拡散などあってとても複雑になるように思います。
観測データと実験室でのデータの⽐較は結構難しいと想像しているのですが、実際は何か補正のような作業をしながら⽐較しているのでしょうか︖
Ø

おっしゃる通り、かなり複雑です。⽐較のやり⽅はいくつかあると思うのですが、私の場合ですと実験室では探査や観測の測定条件（主に⾓度）を観測に揃えるなどして、直接⽐較がしやすいデータを取得しています。観測データについては測光補正という、観測⾓度条件をモデル計算によってそろえるような処理がされています。

Q6. 宇宙⾵化の実験に関して、隕⽯を粉末化してしまうことの結果への影響はないのでしょうか︖ペレットを作るために粉末化するのでしょうか︖（薄⽚等でない理由）Ø反射スペクトルとしては、オリジナルの傾きが岩⽚に⽐べ⾚く・明るくなる効果があります。ペレット作成のためというのはまさにお書きの通りです。加えて、まず再現実験の先駆けとして、⽐較的単純な解釈を可能にするため（サンプル不均質を考えなくてよい）ということもあります。宇宙⾵化のトレンドがつかめてきたことで、徐々にサンプル不均質なども議論できるフェーズになってきまして、岩⽚を使った実験も⾏われてきています。

Q7. 興味本位の質問ですが、新しい⼩惑星の発⾒は、NASA の職員が⽇夜頑張っているんですか︖アマチュアも︖もちろんJAXA や ESA の職員も含め、いろんなとこからの情報を NASA が取りまとめているのでしょうか︖
Ø(これはすみません、どうなのでしょう︖どなたかに聞いたほうがよければもう少ししっかり調べてお答えします。）もちろんアマチ
ュアの⽅もかなり活躍されていると思います。情報としては、発⾒されたものは国際天⽂学連合に登録・番号がつけられ、リスト⼊りすることになります。

⻲⼭先⽣へのご質問
Q1. DMS は、1 ⽇でも、時間的に変化するでしょうか︖
Ø

とても良い点かと思います。⽣物活動由来の気体ですので、海⽔中濃度は⽇変動すると想像してしまうのですが、実際はさほど⼤きく変動しません。その理由は DMS は代謝の⼀次的な産物ではなく、DMSP を介した 2 次的な産物だからです。
そのため変動がかなり緩やかになり、周辺の海⽔との混合・⼤気への離散・酸化等の影響も加味すると結果として濃度変動として検出されるようなものにはならないです。

Q2. 現在数値モデルなどで⼀般的に使われている Lana et al. (2011)の DMS climatology は、どうやって計算されたものなのでしょうか︖chl-a ではなく、NCP の全球データを使って計算した DMS climatology は存在しますか︖︖
ØLana の Climatology は計算したものではなく、データをコンパイルして、⾯的に広げた（外挿した）ものです。計算値としては Rafel Simo がだしている Solar radiation doze とクロロフィルと MLD から計算するものが使われていることが多いです。NCP から計算された DMS の Climatology はありません。

Q3. 海洋表層の CO2 測定、確かに商船にロガーつけて、全球を網羅できるようになってきている⼀⽅で、QC が⽢いという問題があります。VOC も似たように、しっかりとした測定が必要かと想像しますが、この点いかがでしょうか︖
Ø仰る通りです。素晴らしいご意⾒です。私が講演で強調したい⼀つの点でもありました。GEOTRACES のようなプログラムでは共通の⼿法を⽤いてデータを取得し測定⼿法間（航海間）の違いを最⼩化しているのはご存知の通りかと思います。このような⼿法の同⼀化やもしくは⼿法の相互⽐較ということが QC を向上させるために重要です。溶存 DMS の測定⼿法の相互⽐較研究は 5 年ほど前におこなわれ、私も参加しましたが、結構違いが出ていました。この点は海⽔中の VOC 分布を考える時に今後最も考慮されるべき点かと思います。

Q4. 3000 万円の機械、もう少し安くなったり、気楽に使える装置に変換することはできないのでしょうか︖（流⽯に、商船１台ごとに 3000 万は無理そうな。。。）
Ø

感度によります。PTR-MS というものを私は使っていましたが、これも感度を下げて上げれば少し安価なものもあります。連続的な質量分析では基本的に検出の積算時間を⻑くすれば感度をあげることができるので安価なものを⽬的の種を絞ってやれば安価なものが出来るかと思います。が、まだ 1000 万は少なくともかかるとおもいます・・・。

Q5. PTR-MS は海氷が広がっている領域でも観測できますか︖
ØEI-PTR-MS のことと想像しますが、出来ます。海⽔が船底から引き込めればどの海域でも使えます。ただし、「綺麗な」海⽔が引き込めればです。

Q6. 植物プランクトンの現存量(クロロフィル)と⽣物⽣産量が相関したり、相関したりしない理由は何に起因していますか︖
Ø

植物プランクトン現存量は「今⽣きている植物プランクトンの量」の指標で、私の話に合った純群集⽣産は「その⽔塊中でこれまで⽣きていた⽣物⽣産の総量」の指標となります。そのため、過去にブルームが起きているような⽔塊ですと、クロロフィル濃度は低く純群集⽣産は⾼くなるという違いが出ます。

Q7. CO2 の測定に⼈⼯衛星などを使って測定し、現場の船上分析と⽐べられないでしょうか︖
Ø

海⽔中の CO2 の測定を⼈⼯衛星から測定するという技術を私は知りませんし、難しいのではないかなと思います。⼤気中の CO2 であれば測定できると思います。

Q8. 1.インド洋の探索があまり進んでいないようですが、何か理由があるのでしょうか? 2.波が⼊ってきてビニールで覆ったというお話を伺いましたが、船上だと揺れの問題もある(通常時+時化など)のかなと思いました。やはり分析はその分難しくなるのでしょうか?採⽤が難しくなる⼿法や精度の問題、その他エピソードなどあればお伺いしたいです。
Ø1. 単純に研究の機会が少ないというところかと思います。「海洋学は⾦持ちの道楽」だとか揶揄されることもありますが、今後インド等の海洋学が強くなるとどんどんデータが出てくると想像します。

Ø2. とても⼤事な点かと思います。私が⾃動化、連続化、簡易化を⽬指している理由はこの点も考えているからです。時化のときでも⾃動に測定できるのであればデータを獲得できます。今のところ⼤きく揺れても私が扱った装置は問題ありませんが、ガスを抽出する気液平衡器の⽔⾯（⽔位）が変化することで室内空気が逆流したということはあります。ちなみに、将来的に⾃動化された測定装置だけを集めて⼤時化の海（台⾵とか）に突っ込むような航海できないかなぁとずっと思っています。

Q9. PTR-MS において、炭化⽔素や有機物の測定が難しいとのことだったかと思いますが、これらを測定できるようにするための課
題としては何かアイデアはございますでしょうか︖
Ø良い質問ですね。PTR-MS は H3O＋を使ってプロトンを VOC に移動させるのですが、これを NO＋（間違ってたらすみません）を使ってイオン化させるようなオプションもあり、確かこれは炭化⽔素も感度があります。また、メタンのような温室効果ガスであれば、CRDS をつかって連続測定が出来ます。