彼女は同位体地球化学に根ざしており、地球外の居住可能な惑星を探索することを決意しています。

広大な宇宙では、さまざまな元素が絶えず生成され、破壊され、複雑な元素循環プロセスが形成されています。ビッグバン理論によれば、宇宙誕生の瞬間には、高温高エネルギー環境の中に水素やヘリウムなどの軽い元素しか存在せず、それが宇宙の起源と進化の基礎となった。宇宙が進化するにつれて、星の内部での核融合反応によってさらに多くの元素が合成され、宇宙の元素のスペクトルが豊かになります。これらの元素の同位体組成と分布は、宇宙と地球の進化の歴史を理解する上で非常に重要です。

では、広大な宇宙の中に、地球のような居住可能な惑星はあるのでしょうか?これらすべては、同位体地球化学によって提供される理論的根拠と切り離すことはできません。

▲この謎を探るため、成都理工大学国際惑星科学研究センターの研究員である張普氏は、同位体地球化学と年代測定法の開発と地球惑星科学研究への応用を研究の根幹とし、一連の科学研究探究を行った。彼女は 10 年以上にわたり、国内および世界の気候や環境の変化に緊急に必要な技術を開発し、現在の技術的なボトルネックを打破することを使命として、研究を幅広い分野に広げてきました。彼女は関連する科学研究を積極的に行い、それを地球システムの表面地球化学と惑星科学の研究に役立ててきました。

科学研究の基盤を着実に確立し強化する

地質学的プロセスは地球の法則を反映しています。古代から、地質学の研究は人類の生存と密接に関係してきました。張普の地質学に関する知識はノースウェスタン大学で確立されました。

ノースウェスト大学の地質学部は 1939 年に設立され、わが国で最も古い総合的な大学の地質学部の 1 つです。張普は学部時代の4年間で関連分野の多くの優れた学者と交流し、彼らの指導のもと、地質学の確固たる基礎を築きました。今でも、張普さんはノースウェスタン大学で学んだ頃を思い出すと深い感動を覚えるそうです。 「研究が一定のレベルに達すると、多くの場合、私たちは学部の教科書に戻っていることに気づきます。そして将来、0から1へのブレークスルーを達成したいと思ったとき、これらの基礎が非常に重要であることがわかります」と彼女は語った。

張普は学部時代の研究を通じて、地質学の分野にさらに興味を持つようになった。当時、彼女は地質学の分野での研究を続け、探検を通じてこの分野のさらなる科学的謎を解明しようと決心しました。張普は、その興味に駆られ、2005年に大学を卒業した後、中国科学院地球環境研究所に入学し、第四紀地質学の修士号と博士号を取得しました。

19 世紀後半から 20 世紀初頭にかけてヨーロッパで確立された 4 つの第四紀氷河期の理論は、氷河作用、気候変動などの研究に広範囲にわたる影響を及ぼしました。 1950 年代以降、放射性炭素年代測定、カリウム-アルゴン年代測定、ウラン系列年代測定、核分裂飛跡年代測定、酸素同位体温度測定などの技術の応用により、第四紀の地質学的研究は新たなレベルに到達しました。張普は中国科学院地球環境研究所で修士課程と博士課程を修了し、同位体地球環境の分野で確固たる基礎を築きました。ますます深まる科学研究の蓄積の支援を受けて、彼女は関連分野でより代表的な科学研究成果を生み出すことを望んでいます。

同位体地球化学研究の深化と革新

科学研究には近道はありません。私たちにできるのは、新たな証拠を探し続けて、事実が自ら語らせることだけです。これは特に同位体地球化学の分野に当てはまります。

張普氏の見解では、地球は40億年以上にわたって地質、環境、気候、生物学が協調して進化してきた。現在の視点から地球の歴史を振り返ると、いくつかの地質学的要素の生成、河川流域の表面の分化、環境パラメータの変化はすべて、地球科学の研究に関連する証拠です。これらの研究方向の多くの科学的原理は、惑星科学研究の分野でも依然として同じです。張普にとって、これらの理論的基礎を利用して全く未知の分野の科学的問題を解決することは、依然として大きな探究心と革新的な要素を伴います。

張普は博士号を取得してから10年以上にわたり、科学研究は国内外の多くの大学に広がり、盆地の表面風化過程におけるウランとトリウムの地球化学的挙動、地質環境と気候変動、高精度炭酸塩U-Th、U-Pb年代学、水体年代学などの分野で一連の革新的な科学研究探究を行ってきました。

張普氏は2014年11月から2017年1月までミネソタ大学地質学部で博士研究員として研究を行っており、そこで初めてウラン・トリウム地質年代学に接した。ウランとトリウムは親岩元素であり、地球の地殻に広く存在します。岩盤の風化により、岩石は地表および地表付近の環境におけるさまざまな地球化学的プロセスに広く関与するようになります。ウラン系列年代測定法は地質学者によって開発され、もともと洞窟内の鍾乳石や石筍などの岩石層の年代を決定するために使用されていました。洞窟から水が染み出すと、極めて低濃度の放射性ウランと炭酸カルシウムの鉱物が溶け込んでいる。時間が経つにつれて、ウランの放射能は徐々に崩壊し、別の元素であるトリウムに変わります。ウラン・トリウム年代学の関連技術は、古気候、古環境および関連資源の開発にとって非常に重要な科学的価値と応用の見通しを持っています。

張普は中国に帰国後、西安交通大学の地球変動研究所でこの方向の研究を続けた。彼は、炭酸塩U-Pb法を石筍や歯の化石のU-Pb絶対年代測定に革新的に応用し、わが国における前期第四紀の古気候と古環境の研究を促進するための重要な技術的支援を提供し、高解像度の古気候記録を確立することを可能にした。

張普が主宰する中国国家自然科学基金の総合プロジェクト「第四紀以降の三宝洞石筍中の炭酸塩の高精度・高解像度希釈U-Pb年代測定」において、彼女は低含有量炭酸塩希釈物の高精度U-Pb年代測定の技術的困難性を取り上げた。一連の条件付き実験と機器パラメータの最適化を経て、彼女は石筍サンプルに適した U-Pb 希釈年代測定法を確立しました。 250万年前以降の石筍の年代測定精度は2000～2400年に達すると予想されており、湖北省三宝洞の第四紀以降の石筍の高精度な年代測定フレームワークの構築に適用される予定である。 「このプロジェクトの研究プロセス全体は、過去を現在に応用し、徐々に改善していくプロセスです。将来的には、気候変動の予測に応用できるほか、古カルスト、環境、生命進化などの分野に理論的、技術的サポートを提供することができます」と張浦氏は述べた。

さらに、張普は、青海・チベット高原の湖沼の古風化史評価と湖沼年代学にウラン系列同位体を初めて革新的に応用した提唱者であり実践者でもありました。青海チベット高原は中国で最も多くの湖がある地域です。ここの湖は人間の活動による影響が少なく、主に気候変動による氷河の融解と蒸発の影響を受けています。気候変動の影響を最も受けやすい地域です。したがって、青海・チベット高原の湖の変化を研究することは、地域、さらには地球規模の気候と環境の変化の研究にとって広範囲にわたる意義を持っています。科学技術の発展に伴い、ウラン系列の年代測定技術はさまざまな発展段階を経ており、これらの技術は青海・チベット高原の湖沼の古風化史の評価や、さまざまな時期や段階における湖沼の年代学の研究に一定の貢献を果たしてきました。張普氏は、この方向の研究を通じて、青海・チベット高原の湖沼の現状をより良く評価するだけでなく、気候と環境の将来の変化を研究するためのより良い基盤を築くことを望んでいる。

新たな方向性で研究を実践し統合する

道は遠いですが、歩き続ければ目的地に着きます。仕事は難しいですが、努力し続ければ成功するでしょう。張普の科学研究成果はすべて、長年の科学研究実践の結果です。 「サンプルを採取するために塩湖に行ったとき、研究現場に着く前に私たちの車は広大な塩分とアルカリ性の土地を迂回しなければならなかったことを覚えています。地面はぬかるんでいて滑りやすかったので、車は360度回転しなければならず、ほとんど止まることができませんでした。」張浦さんは、これらの貴重な科学研究の実践経験は、彼女の意志と精神を磨いただけでなく、科学研究に対する畏敬の念をさらに深め、困難を乗り越える勇気を与えてくれたと語った。

張普氏の意見では、科学研究で最も困難な時期は、関係者全員が答えを出せないときかもしれないが、0から1へのこのプロセスこそが、実は最も魅力的なのだ。そして張普の人生の旅の中で、彼女は今もさまざまな課題に直面し、さらなる可能性を生み出しています。

2022年7月、張普は成都理工大学国際惑星科学研究センターに着任した。ここで彼女は、同位体地球化学と地質年代学的方法の開発の分野におけるこれまでの研究を継続しながら、関連研究を惑星科学研究への応用と組み合わせています。張普は当初、同位体地球化学から惑星規模の研究への移行に少し不安を感じていましたが、研究が進むにつれて、2つの研究の完璧な適合性を発見し、多くの革新的な探究を実行しました。

今後、張普は、居住可能な惑星の大陸の風化と、気候、環境、生物の共進化という2つの観点から、地球外の居住可能な惑星を探索する予定です。張普氏は「大陸の風化は地球形成初期から現在まで常に存在しており、現在の研究では大陸の風化によって生成される栄養素が生命の起源と必然的に関係していることが判明している」と述べた。今後、彼女はこの観点から出発し、UとThの同位体を使用して表面プロセスとダストフラックスを追跡し、地球の酸化還元特性を追跡し、凍結融解プロセスにおけるUの移動と変換メカニズムを追跡し、惑星の進化プロセスを研究します。気候、環境、生物の共進化の分野では、居住可能な惑星の表面における水の進化を明らかにし、関連する科学的課題に対する新たな突破口を見つけ、将来的に居住可能な惑星を選択するための科学的研究証拠を提供します。

千里の道も一歩から始まる。千里の道も一歩から始まる。張普さんは2001年に地質学の研究を始めてから、20年以上もこの分野で黙々と研究を続けてきました。彼女は現在も、同じ情熱を持って、同位体地球化学と惑星科学のより深く広い分野へと前進し続けています。