Comments
Description
Transcript
TechTech ～テクテク～ No.28
頭の体操 ？に 入るのは何 円 玉？ ？ 5 ※数字の形は下 記の通りです。 100 前 回 の 答え ● Q 2 三 角形 を 全 部で 14 個 作ってください。 答え … ※問題の詳細はTechTech2 7 号の裏表紙をご確認ください。 ● Q1 ◯×◯ ◯ ◯ ◯で 表す 祝日は何 でしょう？ 答え … 文化 の日 （ 11 月 3 日） 日付を２進法にして、１を◯、０を×に置き換えたもの。 文化の日 11月 3 日 →1011・11 建国記念の日 2 月11日 →10・1011 みどりの日 5月 4 日 →101・100 こどもの日 5月 5日 →101・101 大きい三角形が３つ 中くらいの三角形が７つ 小さい三角形が４つ 計14個 左 のコード を 読 み 取ってくだ さい。または 、下 記 の U R L にアクセスしてくだ さい。 https://form.gsic.titech.ac.jp/koho/techtech/techtech28/form01.html ※応募者の中から5 名の方に Te c hTe c h オリジナルグッズを差し上げます。※当選者の発表は発送をもって代えさせていただきます。（2016 年 3月9日締切） 東 工 大 情 報 は コ コ ！！ 2 La b o 01 ● 入 試に関すること 重力波 アインシュタインによる 10 0 年前の 理 論を “今” 実 証する 大 学 院 理 工学 研 究 科 基 礎 物 理 学 専 攻 宗宮 健 太 郎 准 教 授 6 La b o 02 消えた火星の広 大な海 その 行き先 の謎に迫る！ 大 学 院 理 工学 研 究 科 地 球 惑 星科 学 専 攻 臼井 寛裕 10 助教 知ってる？ 東工大の教育改革 12 今 を 創 る 先 輩 が い る 。 株 式 会 社フジタ 技 術 センター 小原 泉 さん 14 学 生 企 画 東工大生の出没エリアM AP 表 紙 の 写 真 岐阜県飛騨市の神岡鉱山の地下深くにある重力波検出器「K A G R A」 。写真はその 真空ダクト部分で、直径は 8 0c m、長さは 3k mもある。干渉計のレーザー光が空気 の影響を受けないように真空状態が保たれている。 学 務 部入 試 課 TEL 03-5734-3990 ■ 学 部 入 試 に 関 すること M ail [email protected] URL http://admissions.titech.ac.jp/ ■ ■ 大 学 院 入 試 に 関 すること M ail [email protected] URL http://www.titech.ac.jp/graduate_school/index.html ■ ■ ● 広 報 誌・Web ページに関すること 広 報センター URL http://www.titech.ac.jp/about/organization/public.html Mail [email protected] TEL 03-5734-2975 ■ ■ ■ ● 東 工 大 広 報 誌 の配 布 場 所 大 岡 山 地 区 広 報 コ ー ナ ー 百 年 記 念 館 1 F〈 大 岡山 キャンパ ス 〉 URL http://www.cent.titech.ac.jp/ ■ 東 工 大 蔵 前 会 館 1 F インフォメーション〈 大 岡 山キャンパス〉 URL http://www.somuka.titech.ac.jp/ttf/ ■ すずかけ台地区広報コーナー すずかけホール H 2 棟 1F〈すずかけ台キャンパス 〉 ● 東 工 大ホームページ ● 高 校 生・受 験 生向けサイト URL http://www.titech.ac.jp/ URL http://admissions.titech.ac.jp/ ■ ■ ■ C O N T E N T S ■ アンケ ートに 答 えて、解 答 ＆ プレ ゼント を ゲット！ 発行／東京工業大学広報センター 〒152-8550 東京都目黒区大岡山 2-12 -1 TE L 03 - 5734 - 2975 FAX 03 -573 4 -36 61 発行人／東京工業大学広報センター長 1 列に 1枚ずつ並べ たとき 50 編集長／武井直紀（ 広報センター委員） 編集委員／奥山信一・調麻佐志 企画・編集／東京工業大学広報センター タテ・ヨコ・ナナメの 学生企画／武石桐生（代表 ）・阪野泰彦・大島健太郎・斎藤樹・松沢純平・宇山拓夢・前田浩輔・藤井大祐・山野花穂・黒木祐子・細井蓉子 1 円 玉 ～ 100 円 玉を Te c h Te c h 10 製作・アートディレクション／株式会社コンセント（ 高橋裕子・荒尾彩子・白川桃子・戸塚香里・前田瑞穂・小山純・山崎貴史 ） ライター／金井仁・萩原麻由子・森重瑛美 フォトグラファー／名和真紀子・片柳沙織 ©2015東京工業大学 1 本だけ動かして正しい式にするには？ 5 10 50 100 1 01 02 No.28 Q Q 201 5 年 9 月発行 Quiz 重力波 Labo 01 アイン シュタイン に よる 1 0 0 年 前 の 理 論 を“ 今 ”実 証 する Labo 02 消えた 火 星の 広大な海 そ の 行 き 先 の 謎 に 迫 る！ アインシュタインによる 100 年前の理論を “今 ”実証する 重力波 Labo 01 アイン シュタイ ン が そ の 存 在 を 予 言 して か ら1 世 紀 が 過 ぎ て も 、 誰 も 観 測 に 成 功 して い な い 「重 力 波 」。 宇 宙 の 起 源 を 知 る 手 が かりとして も 注 目 さ れ る、 重 力 波 の 検 出 を 目 指 す 大 型 プ ロ ジェクトが 佳 境 を 迎 えて い る。 重力波検出器「 KAGR A」 重力は、伸縮性のあるゴムシートに質量 アインシュタインが1915 年に発表した一般相対性理論は、物理 のある物体を置いた状況に例えられる。 学の世界に革命的な変化をもたらした。この理論では様々な物理現 物体が動くと空間のゆがみができること をイメージしてほしい。そのゆがみの振動 2 T e c h T e c h 象が予言されているが、そのうち唯一、10 0 年経った今でも誰も観 が重力波であり、その検出は非常に難し 測に成功していないのが重力波だ。 いとされている。 質量をもつ物体はすべて時空のゆがみを引き起こす、というのが一 宗宮健太郎准教授は言う。 般相対性理論の考えだ。そして物体が運動すればゆがみも運動し、 「重力波は一般相対性理論が予言したもののなかでもっともダイナ その運動が波となって伝わる。重力波とはこの波のことを指す。 ミックな現象で、その存在を唯一証明されていないものです。重力波 数億光年離れた宇宙空間で、超新星の爆発や中性子星※ 連星の合 は物体を貫通する性質があり、10 0 億年前に放出された重力波が現 宗 宮 健 太 郎 准教授 体などが起こると、重力波は地球にまで届く。大学院理工学研究科 在も減衰することなく存在していると言われています。この性質を利 大学院理工学研究科基礎物理学専攻 基礎物理学専攻の宗宮研究室では、それを観測すべく、大型重力波 用すると、電磁波などほかの観測手段では見ることのできなかった場 19 9 9 年、東京大学工学部物理工学科卒業。20 0 4 年、東京大学新領域創成科 検出器「K AG R A （かぐら）」の研究開発に参加している。 所、例えば中性子星の内部や密度の濃い初期宇宙の姿も知ることが ※超新星爆発を起こした質量の大きな星の核が 残ったもので、大きさは10k m 程度と 小さいが重さは太陽と同程度と非常に密度が高い。 できる。重力波は、天文学の新しい道を開く手段にもなるわけです」 Kentaro Somiya 学研究科物質系博士課程修了。ドイツのマックスプランク研究所、米国カリフォル ニア工科大学、早稲田大学などでの勤務を経て、2011年より東京工業大学大学 院理工学研究科理学研究流動機構准教授。2014 年より現職。 2015 Autumn 3 K A G R A 内部にあるレーザー光を 大岡山キャンパスの宗宮研 反射させる鏡は、この装置の中で 究室内につくられた実験装 冷却されている。熱による分子の 置。K A G R Aと同じものを、 振動を抑えるため極めて低温に保 スケールを小さくして再 現 たれている。 している。これで 何度も検 証実験を行う。 ew 0 2 i v r e t In 10 0 年間 未 達 成 の課 題に挑 戦 レーザー光に含まれる重力波信号を増やして、雑音に負けないよ うにするための「信号増幅器」を開発しています。10 0 年間達成 されていなかった課題に挑むやりがいを感じます。 緻 密な実 験を 通して大 規 模プロジェクトへ 昨年は現場で K A G R A の建設作業にもかかわりました。大規模プ ロジェクトに携わることができるのは魅力的で、外国人研究者との 交流もいい刺激になりました。 片 岡 優（かたお か ・ ゆう） っていく。全体設計は非常に重要な役割だ。 大学院理工学研究科基礎物理学専攻 修士1年 宗宮研究室では、さらに光学系パーツの技術研究、取得データの 反射鏡 2 反射鏡 1 K AG R Aで使用している 反射鏡。反射性に優れて といったパーツの開発では、実際の装置を縮小したプロトタイプをつ 「子どもの頃から、何か新しい問題を見つけては解くという作業が くって検証を重ね、K AG R A に搭載するために最適化を行う。例え 好きでした。研究でも“ 日々、新しい課題を解決する”というプロセス ば出射されたレーザー光が光源に戻るのを防ぐ光アイソレーターの 自体が楽しい。また、国レベルの大規模研究に携わる喜びもありま 半透明鏡 場合、K AG R A 用のものは一般的なものとは異なり、テスト時のロ す。検出器の全体設計を行うために、これまで15 年以上をかけて熱、 ーパワーから実際の測定に必要なハイパワーまでの広いレンジで、透 レーザー、鏡、地面振動などの関連分野について学んできました。そ 過する光の性能を変えないようにしなければならない。実験で試行 の分野に精通してくると、それだけ最先端の話題も理解できるように 錯誤を繰り返し、最適なバランスを探り当て、日本を代表するプロジ なります。各分野を代表するような世界レベルの第一人者と話をして ェクトに提供するのだ。 問題解決のヒントをもらったり、アイデアを交換したりといった交流 一方、データ解析では取得データの波形を理論波形と照らし合わ も本当に刺激的ですね」 せながら、雑音なのか重力波なのかを見分けていく。一定の周期をも 「研究者の仕事は、新しいアイデアを出すこと」という宗宮准教授 った雑音であれば判断はつきやすいが、不定期な雑音と本物の重力 は、日頃から“ 考える”ことを大切にしている。 イアが用いられている。 光検出器 約 20 c m レーザー 光源 世界の物理学者が注目する重力波。その初検出を目指す K AG R A 「K AG R A は光が持つ干渉 ※という性質を利用した干渉計型の重 力波検出器です。全長 3k m に及ぶ真空トンネルの中で、レーザー光 を何度も往復させて観測を行います。具体的には、まずレーザー光 を出射し、途中で半透明鏡に当てて直進する光と垂直方向に反射す る光の 2 つに分離。そして各方向とも同じ距離のところに反射鏡を置 き、レーザー光が返ってくる時間の差を調べます（図参照） 。すると、 どちらの方向がどれだけ伸縮しているかわかりますから、その違いを 見ることで重力波による空間のゆがみを検出できるのです」 ※複数の波を重ね合わせることで新しい波形ができる。 1 iew 0 v r e t n I 研 究 機 器が K AG R A に搭 載 重力波信号をともなって干渉計から出るレーザー光を、検出 器の直前で観測しやすい状態にする「アウトプットモードク リーナー」を研究しており、実機は K A G R A に搭載予定です。 宇宙研 究の 新 分 野を 拓く 波を区別するのは至難の業だ。 「アイデアは “ 考え続ける”ことで生まれます。僕の場合は、机の前 ただしそのゆがみは、「地球と太陽の間の距離が、水素原子1個 「重力波という存在することが不明なものを認めることになるわけ にいるときより、飛行機や満員電車に乗っているときのほうがいいア 分のさらに1/10 0 変化する程度 」という非常に小さなもの。そこで ですから、学界も初検出の認定には慎重です。ですからダミーの重 イデアが浮かぶ（笑） 。ただ、アイデアのままでは単なる思いつきです K AG R A には、微少な変化を誤差なく測るため、地面振動、熱雑音、 力波を出して、各国で重力波検出に取り組む研究者がそれを偽物だ から、それをノートに式として書き付けるなど、実際に形にすることで、 量子雑音という3 大雑音を可能な限り抑える工夫が多数盛り込まれ と見分けられるかといったテストまで行っている。ただ、重力波検出 研究としての価値が出てきます。考えて、そのアイデアを形にして、さ ている。 器の開発は大がかりなだけに、各国で国を挙げて１カ所で行っている らに考えて…というサイクルを繰り返すことで思考が深まります」 そのひとつが、岐阜県の神岡鉱山内部という“ 地中 ”への検出器の ところがほとんどで、最多でも米国の 2カ所です。超新星爆発や中性 幼い頃からドラえもんが大好きで、なかでもタイムマシンが一番の 設置。この方法は世界でも例がなく、地面振動を抑える上で大きな 子星連星の合体ではニュートリノやガンマ線も同時に発生しますから、 お気に入り。タイムマシンの開発には重力波が深くかかわっていると 効果がある。熱雑音に対しては、熱伝導率が 高く、熱ゆらぎが少な それらが一緒に観測できればひとつの重力波検出器のデータだけで いうことを知ったのも、重力波に惹かれた一因だ。 いサファイアで反射鏡をつくり、マイナス 253 度まで冷やすことによ 初検出と認められるのも不可能ではないでしょう。しかし、実際は難 重力波の検出は、新しい 視点で宇宙を見る「重力波天文学」の って分子の振動を抑えるという方法で雑音を防いでいる。この施策 しい。そこで米国、イタリアなどほかの開発国と協力し、複数地点の 誕生につながる。超新星爆発の様子がわかれば銀河の成り立ちが明 も世界初の試みだ。そして量子雑音については、量子非破壊計測と 観測で初検出につなげようという考え方が一般的です」 らかになり、中性子星の内部が見えれば核物理の研究も進むだろう。 いう最先端技術を搭載することにより、量子論が要請する、自由質 点の位置測定の限界を超えることを目指している。 緻密な実 験を重ね 大 型プロジェクトに貢献 K AG R A には、最高の精度を実現するため、各分野の最先端技術 ケールの大きさに憧れます。学部 4 年生のときから海外で発表 が導入されている。宗宮准教授は研究の中心メンバーのひとりとして、 矢野 和城 （や の ・か ずしろ） 大学院理工学研究科基礎物理学専攻 修士 2 年 T e c h T e c h 重力波の検出が新しい世界を開く 高校時代、新発見を通して社会の役に立つことを志し理系を目指し た宗宮准教授は、いまや分野を超えた注目トピックとなった重力波 の検出を通じ、物理学の世界を大きく変えようとしている。K AG R A 世界初の最新技術をいくつも搭載するK AG R A。そうした技術の は 2017年に完成予定。人類が10 0 年にわたって続けてきた努力が 数々を実装していくためには、地道な原理検証実験が欠かせない。そ 実を結ぶ日はもうそこまで迫っている。 んな地道なプロセスのなかにも、面白い発見があり魅力的というの 重力波の検出が、重力波天文学という新分野につながるというス するなど、多くの機会を与えてもらえるのもありがたいですね。 4 光の到達時間の 差をチェック の建造は、日本の有力大学による共同大型プロジェクトだ。 「アウトプットモードクリーナー」 「信号増幅器」 「光アイソレーター」 K AG R A の 干 渉 計 型検出 器 いるため、高品質のサファ 最 先端技術で “ 3 つの雑音” を抑える 解析、将来を見据えた先端技術の開発なども行っている。 が宗宮准教授の考え方だ。 検出器の設計を担当。レーザー光源、反射鏡といった構成パーツの うちひとつでも精度が 下がれば、それが足を引っ張って全体の精度 も落ちてしまうため、各機能・技術のバランスを見ながら整合性を取 5 P h oto by：N A S A 火 星研究のミステリーに迫る は広大な海があった、と考える研究者も数多くいます。水は生命誕 層 ” に隠れているはずです。地下の水分を利用した生命が、紫外線や 生の重要な条件ですから、火星における生命の探査も継続的に行わ 宇宙線の影響を逃れて存在している可能性も否定できません」 れようとしています」 キーワードは「 水素同位体」 太陽系第 4 惑星、火星─。直径こそ地球のおよそ半分だが、薄 こう説明するのは大学院理工学研究科地球惑星科学専攻の臼井 いながらも大気が存在し、地軸が傾いているから四季もある。自転 寛裕助教。自身、独自の手法で火星の謎に迫る研究者だ。 周期は約 24 時間半と地球との共通点は多い。また、すぐ隣の惑星 多くの流水地形や水を含んだ粘土鉱物の発見から、火星には、か 専門家が揃って頭を悩ませていた火星の水の行き先─。臼井助 として宇宙開発の観点からも重視され、19 6 0 年代以降、各国が多 つて大量の水が存在したに違いないと考えられている。しかし、だと 教はその在りかをどうやって突き止めたのだろうか。キーワードは「水 くの探査機を打ち上げてきた。うち数機は無事に着陸を果たし、今 すれば、それはいつ、どこに消えてしまったのか。実は、このミステリ 素同位体」だ。同位体とは、原子番号は同じだが、中性子の数の違 も時々刻々、観測データを地球に送り続けている。 ーにひとつの答えを与えたのが、臼井助教だ。 いにより重さが異なる原子のこと。水素にも、重さの異なる複数の 「その甲斐あって、火星がいったいどんな星なのか、現在着実に 「結論から言えば、凍土か含水鉱物の形で地下に眠っているという 同位体が存在する。 解明が 進んでいます。なかでも、ここ10 年ほどの最大のトピックは のが私の考え。火星の水は消えてしまったわけではなく、そのかなり 「水素は 水の主 成分。火 星では、その同 位体比（軽 い水素と重 『水 』。皆さんも聞いたことがあるかもしれませんが、その昔、火星に の部分は液体から氷などに形を変え、惑星の表面を構成する“ 地殻 い水素の割合）が火星の誕生から45 億年の歴史の中で、徐々に変 化しています。なぜならそれは、水蒸気を含んだ大気が宇宙空間に逃 水素同位体比をつかんでいた。今回の同位体比は、その値とも、探 げていく際、軽い水素から流出するため。つまり火星の水素同位体 査機が送ってくる現在の大気の値とも違う。火星の水の循環が活発 比を長いスパンでみると、重い水素の割合がどんどん高まっているの だった約 40 億年前の水素同位体比と推定されたのである。 です」 「私たちが調べた複数の隕石は、およそ10 0万年〜30 0万年前に そこで臼井助教は、火星から飛来した複数の隕石に含まれる水素 火星の地殻層が衝撃を受けてできたものだとわかっています。火星の の同位体比を詳しく調査した。すると、火星誕生時とも、現在の火 歴史からすれば 30 0万年前というのはほぼ “ 現在 ”と言っていい。現 星大気中の水蒸気とも異なる、中間的な水素同位体比が見つかった 在の地殻層から40 億年前の水素同位体比が見つかった。つまりそ のだ。実はそれより以前、臼井助教は同様に隕石に閉じ込められた れは、40 億年前の液体の水が凍土などとして今も地下に存在してい マグマの関連物質を分析することで、火星誕生時の “ 始原的な水 ” の ることを意味しているのです」 2 Labo 0 その行き先の謎に迫る！ 近 年 の 火 星 研 究 に お ける 大 き な 謎 が、 今、 解 明 さ れつ つ あ る。 火 星 か ら 飛 来 し た 隕 石 を 独 自 の 技 術 で 詳 細 に 分 析 することに より、 砂 漠 の ように 荒 涼 とし た 大 地 の 下 に 潜 む 「水 」 の 存 在 が 示 さ れ た の だ 。 謎を解くカギとなる火 星隕石試料 高精度の分析を可能にしたオリジナルの分析 法 To m o h i r o U s u i 臼井 寛 裕 助 教 大学院理工学研究科 地球惑星科学専攻 共同研究を行ったカーネギー 5µm 19 9 9 年、東京工業大 学理学 部 地 球 惑 ルーム内で、セシウムのイオ 星科 学 科 卒 業。20 0 4 年、岡 山大 学 大 ンを火星隕石の試 料に照射。 学院自然科学研究科地球・環境システム 科学専攻博士後期課程修了。同年、岡山 大 学 地 球 物 質 科 学 研 究センター C O E 研究員。テネシー州立大学、アメリカ航 空宇宙局（N A S A）ジョンソン宇宙セン 研究所の研究設備、二次イオ ン質量分析計（左） 。クリーン そこから飛び出してくる二次イ インジウムによって固定された火星隕石の試料（右）とその オン（右）を分析する手法に 電子顕微鏡写真（上 ） 。矢印で示したのが「衝撃ガラス」と より、水素同位体比を非常に 呼ばれる部分で、ここに火星の大気や表土成分が入っている。 高い精度で明らかにした。 ターの研究員を経て、2012 年より現職。 6 T e c h T e c h 2015 Autumn 7 P h oto by：N A S A 火 星の地下に氷（ 凍 土） となった水が 存在している？ 求人広告がきっかけで火星研究へ Nighttime Daytime 大学、大学院時代は、地球の地質学を専門にしていた臼井助教。 もともとこの分野を選んだのは、「地層や岩石の調査で、世界中いろ H2O H2O んなところに行けそうだと思ったから（笑） 」という。それが博士号を H2O 霜 雲を構 成する 水 滴や氷 結晶 H2O 水 蒸気 取得し研究員となった頃、米国のある専門紙を見たのをきっかけに、 地球から宇宙へと研究の対象を変えることとなる。 H2O 「今後も研究者としてやっていくにあたり、別の分野の可能性も考 えていたときに目にしたのが、米国の大学が火星探査の研究員を募 H2O 集する広告。未知の領域の魅力に惹かれ、迷わず応募しました。今 から10 年くらい前のことです。採 用後、すぐ米 国 に渡り、その 後 N A S A にも勤めました。地層や岩石の研究という基本は変わりませ 水を含む表 土 層 んが、惑星科学の醍醐味はその変化の激しさ。新しい情報や研究成 果がどんどん発表され、5 年前と現在とでは研究の前提や条件がま ったく違う。研究者間の競争は厳しいですが、とても刺激的です」 凍土 臼井助教は、自身の研究活動のやりがいについてはどう考えてい 火星における水素の貯蔵層を表した模式断面図。凍土となった水が、かつて海洋が存在したと考えられている火星の北半球に存在している可能性が高い。 P h oto by：N A S A るのだろう。 「僕にとって、それは難しい質問。研究者には、例えば『とにかく 実験が楽しい』 『新たな事実が見つかったときがたまらない』といっ た人もいます。でも自分の場合、特別にこの時間、この瞬間が ─ T e c h 東京工業大学大学院、名古屋大学大学院の学生を中 心とするメンバーは、臼井助教による火星の水素同位体 分析データを用いた理論計算によって、水が失われた時 期や量を明らかにした。 それによれば、火星誕生から約 4 億年の間に火星の水 の 50% 以 上 が大 気を通じて宇宙空間 へ流出。一方で、 残りの大部分は今も氷などとなって火星の地下に存在す る可能性があると結論づけた。 現在火星では、極域で少量の氷が 確認されているが、 理論計算が導き出した残存量はその何倍にも及ぶ。実際、 火星周回機によるレーダー観測でも、今回の研究結果を 裏付けるようなデータが得られている。 181 and 5 al. / Earth awa et 179–18 H. Kurok (2014) 394 Letters d 85 394 (2014) 179–185 correlate ) 179–1 Science Letters tively s 394 (2014 and Planetary are posi e Letter et al. / Earth due to H. Kurokawa Scienc L 4.1–0 Ga ge-2 Planetary between r Sta 4 5–4.1 Ga and r loss L . that of wate younge that ge-2. of water nt and a ratio in theltsnshow of R prese . Dividing in Sta. the - that ates than resu nt effectsNoachian, pendent water including 1 tha n,R prese erofindic ge-1 R present have as informatio the el furth ge-with Science s) is inde 1 periods yTable t mod Sta at any er Sta igraphic geologic time-strat written –0 Ga oun retion L 41.1iseou sed,old 1978). Planetar OurThe acc accmodels L 4.1–0 Ga ion inand Carr, Ga / ign (Table can be (Scott n Geologic-mapping-ba –4.1ged than h and in the e Periods crater late 4.5lon into on impact ter condit take based es (LPro the ratio vertia / Eart bystag andrAmazonian ma , ate . alwacomparati ys grea et al. Hesperian bas age ranges g andthe performed weets edStage-1, absolute for be gre estimated is froapproxima m the that kawa tely s not um com sin Note that 2001). ter exo doe been given by ass –4.1 Ga terian, H. Kuro (4) L 4.5pre-Noach e-2 1 the outgas del and Neukum, wa Stag Hartmann the hot mo ter is to asitions ids ofand amounts ] tely modified from wareferred r 1− f 1 − 1 (1) for pos , approxima estimated gmatic water asteroAmazonian Eq.atic Ou atic pe cal4.1 Ga ) com1−1 f 2 is Iexamong thema magm , esca Noachian– h as byas Stage-1, [( I 4.5 Ga and red magm . isotopicI 0 Ga )sin g with analyses ply gen suc meteorites h ive er oxy here martian suc pap gas sur1 supto (out dataset e del from d on pa- referred bodies D/H I 4age .1 Garange the rogen absolute ause base inal original basedg on recent − f2 − 1 Stage-1 uld hav e. Bec rdial hyd 1 Gaatic Estimated Stage-2, mates –4.gm bearin = nation of I 0 Gasho L 4.5ma in the in the orig ) 1uld fac in both ies wo Period mo -2. Esti m GEL 182 ( sur e-1 rs ter GEL [Ga] Ga ctio the ivit 1 I pri . and 78 the fra 2), ed 34 m Stageact re wa 4ios at the ionation facto f for both Stag Ltop 4.1–e0 Gapresent r to 9) (18– 3) (14– Stage-1 tionat r s, mo fract al., 201 en iso rat theaga 3.3–2.9 to in during et al. (200 al. (200 interio unfrac Thu i et tion facto D/H s. to Stage-2 are del loss rog 3.3–2.9 2 e et ils. da iona f Amazonian er le oir Usu 2 the 3.7–3.5 hyd , GEL hav fract eTab mosame fac m 1: Tera 2: Lammer to for deta lain ed wat 2 f 1 and, ourthe the reserv toexp n by 3.7–3.5 the global text sur 10–53 0 m GEL �275 Hesperian whe and Estimat s are from to re i.e. press See evolution of water tes4.2 the loss is give b ion) (e.g., model for the ion). Ga; Assuming Earth and Stage-1 reservoir, Noachianheric 120–52 GEL to sup ts of water ima culation t convers convers of the two-stage(5) present water m and4.1-2. amoun Plane m GEL t illustration ratio of tary Scien is the size of the are pected atmosp n our est Ga and the f is the frac24–58 in differen differen 41–99 m GEL a 1 Fig. 1. Schematic ets -2, the and on Mars. R present ce Letter Stage-1 and -2, and tha and 4.5 to 4.2 com for − 1− f surface version during s 394 1 as- water reservoir ficiatal4.1 Gan lost te 4.5 per with 53–280 m GEL s of boundary (2014) t con the water loss ian ent − and ima ion Pre-Noach bee 1− f − Ipar 17 kg). 0 Ga are eren L 179–185 – ids 1 Ga . a 4 and 133 est dit 1 e . ero I 5 Garite 4 1 L 4.and in 3) .1 Ga Contents 31– a diff 4 × 10 hav red) as 1 ,m Method 2) .5–4 . . ry con (L 4.1–imu 4ond 0 Ga d (200 with of .ast version factor (see text). lists avai rmined (= 2 -2 min − 1− ftionation stripes 1 Ga ns on PLD and Hea t con for Parker, =-ch−et−12001; ous al., 201 m GEL ecules bounda L 4.5–4ace the and and red tively. and Stage eren 17 kg). is detelablee-1 f al estimates Based Clifford the positio of1993; 18–78 , blue) videsof the blue Sciegeologic a diff × 10 Ga on Carr − I 0pec er mol bon Gaxanstudies r loss derI 1 have with et al., Stag at com nceDirect unidentified .1 Ga range prowidth los inally 1042 wat 0 r inresults our isare carL 4hologic Based escape s. (Parker 1), res of such ely of .wate in with (= 2.4 Stage-1 (L 4.5–4 .,1–Ale 1. Thetopicdetails) 4.1 Ga that facto . The respectiv geomorp Combining ratio 9). Orig s 8 × iso for e these is aloceans, we propose ion the m GEL ALH 8400 Although R present analyses al., 201paleocases ecules during Oxygen forter wa ionation at martian 340 of et com gen 4.1 Gaeans, paleo-oc 2003). r loss (see textremin +history al. (200an contain ly 14–34 this figs that fractof 0)Head, reservoir –300 accret eour and the volume er2.mol dro PLD martian gh Wate et exist to the and y the top show in water 42 ratio wat on 0 Hy color Carr ext rto late 2006) da nt inal nts oir oce volume –300 (1200 Fig. to iso s and the cal (Frey, a Tera , the currentl constrai bytion nces reserv GEL −230 0pre-Noa , Ha chian should range of prese en ratio equa 1200 3). Orig s 8 × 10 d present water significa refere 275rs our e ofg water–ic le.ntThe e reservoi water the δ D D/H the e.) mion about ntprovided theiab function a1m (200 water ofvar the estimate ore, articl the rog ., fro ates that ratio of should HThis surficial sin ∼100 -D/ exceed contain ct on valu ed from the prese informat er hyd Furtherm . from which mer et al. retationthey indic of sthis (e.g nlack effe GEL) al D/H the δ Doutgasinitise ets ( is deriv ate for ocean are only lowavailable 0 mwww d to oceans, (For interp b Lam use 2006) on Mars. 6.5. This Christen ain low com records web versio GEL le to the pare sen, um estim s, its (�100–100 teroidno geologic Beca atic d lines. applicab ry ofdarymaint oir be -2. minim is �1.2– m .else n com GEL,vier. from the gmsured to the a1m notand increa(5) loud del iveboun com/loca ter by dashe ted to ma esdswould oceans because is referr Eq.hericy (20–30 reservfract the e-1 whe time iona which s can I at the ten s shorte/ep of Oort-c hy- ter during which bracketed the reader n byinventor act cation rvoir in Stag y ct e theapproach give from sl osp era, wa 10 d, e-demar ld nt rese effe � imp ies read r aus Ga ined al present) shorelin wou atm ry bodGa tosur ure legen wate Bec ian the(Clifford 4.1–0Parker,t e obta / Land significa ng (0.4 Gyr) is value as to ice Stage-1 itic(3.1 Dfici .1 Gaeta mor rrespondi Amazon surficial tpres ent) are L .5–4com ishou e-1 theal δ mostly rate in initi ra- ion Calculat losswit of the younges Stag chondrhave beoccurred of similar er han4d, wate r oir s. The d of 2. erv ratios D/H age escape and the be ets (co eric escape ined from orite perio water would Ga, face the itions r is uld oth com The D/H to the atmosph ter res19 As e-2. of surfiposHead, y the the ltic ses, the the aver Ga, 4.1 sho obta Onbasa tian mete amount ets are in Stagof wate n 2010). e wa inventor e-2. kg water loss due and Gyr) global s (4.5 of mar Carr tianatio thefac increa itive than ve. of , comer from an assumed (4.1 amount trace of 10 ic sur The stages prim H. ts plyStag aboto al mar culendeavo 0 a rs condition vers highLat e acanalyses 2001; be calculated Kur Stag embryon thegesen 100e-2 thea,than oka time s fromsed orite −5 t 1 and t 2 can sup primordi g equations: isotope with Howe This study a –ice. 10 bio time ,∗ofdaye based ioT.of repr the discus time 4.5 Ga tween10 than Ga,wa rat inclusion drogen ratbeginnin 0. on mete le,4.5 r using the followin , M. 6 Usu through meltwater mor water io of ∼loss present 100Sat ThisD/H mp∼ toD/H . the at be for thene-hosted cial i hb apriGa) c ,b ed rvoir exa4.5 r is 10 water reservoi by ∼ deuteriu rat wate o hm/hy(i.e., of present of 275 rgottite) For ce .form wit ng wit 1−1 f ed oir (D/H: of Mars ,2 O M. ent ate ofUsh H r rese of olivi a 59 (she gass (1) ce wate n isotopes tle sour that and Xe/ estim GEL) which Depar es alo mum resδerv hydroge escape essof D (H b t le2 O) iod mbunde analyses Yamato 9804 developm tment ent surfa ). AssuI tming 2 diffi acul of3.2.water The eted man bab −1 , Mini of Physic le gas ent ).ter , ical approach , curr 14 kg Xe, to poss depl -T. Ma (PLD ∼100al., Depar e wa compon it is ble” geochem 2012 nob a pro ical major Nagoy cted to tment erva ac fac ce“obs Ga s, wit preted to n 10 cycling = Ryam hhydrolog t2 × a sig in meteorite melt from a is sur Rsits et a Unive of expe − 4.1 t 2 tsu of h I Sin i inter R b Earth ed t at depo = t Hydroge Depar are 1 during the 1 of are suc rsity, (Usu er L and Plane ply ary Xe. ich ntly ets of rvoir tment r, t 1 −t 2 red polar Furotio , they a , R.n Mo (Zub ic cho, sions drogen). and unt d significa enr te a prim mantle fractiona r rese tary Enviro ndarynmen her ground 4 Gy a sup Chiku Scienc polar laye of water–ice 19 seco kgofcom tian wate r regio ltyp The ospamo -Lifeically Earth sa-ku melt inclu the mar ing the water, et aki b es, Tokyo isotopesficia triw sodinand tal Chang eric its and Scienc h pola ,pose surface Nagoyda, durby e 10 ult hemisph , J.M. Doh and its e Institu in n atm of n (Plau the es, Kyush phat res near-sur nwo 3 Aichi ape udUniveInstitu nere, the Nort the catmosph te, that of Techn phos water lytecom 2) dom Gree tio Tokyo escinate reported 6 km in464-8 ;have d of the is to martia between mati and times 602, Japan polar regio6 km3 ) corcre m(2) 201 6 main Institu rsity, 744 × 2003 of ∼ mordial studies 00) are 10ology , , ic al., mag Telescop Xeratio watear of South n the et .6 Motoo of ices. 3 2-12PLDs the indle, mar tian ly.te of Techn tor(Sw has tha 2–1 t D/H the as (1200–30 analysescap D1]Ookayama, .2 × 10 ka, D1.= ]/[ku, δology Din ike d[Nishi, 2-12- 106 km oun ent er ereenric 1 (Bocmartian 1988); range Meguro, (20–30 m) hed is unl a atmosph (2.8–3 al.,ain H2 O of . larg r am pres et 1-1E-1 8400 Fukuo from t × sum the e Tokyo 6 y es e (Owen the i of . ed 1 ALH c values f = Ookay ets cont es819-0 valu rvoir larg Stanl e com ) of timterrestri al ]cloy kathis ama, e )isand HMegu aicall hem the 395, Japan 152-8 551, is deriv rals in mean H]/[ atmospheric r rese theird[total cifi Japan 1998 (5000 ) the geoc n f othe referenc near iwhere wate due such 1]× offor s e mine al.,ord s to the ed of lossrvoir , Tokyo ent152-8 a speemp ro-kupres ectively; at We (δeD � 5000 waterrese of water talliz Articl − resperic atmosph supply1000,2008; theetlhigh analyses carbonat ). The δ D valu crys e thistor )reference amount , of GEL. L twhisich the of 550, R and I are an amount /(D/Hthat mter unt ica rec2007), al., can 0 wa /H)sample 2008 2 t 1 −amo Recei for hyHeresthe [(DD/H water–icet 2 ,Japan fracof ody: et . Because a eb 20–3 e time oflog al., tial loss 06319) nifi ved(SMOW) ple, icegeo ined from et al., tosur nwo fac Water sate sing”from t 1 toexam for 11 ely, f is the age hav the thos r a n, “mis withethe preferen is obta ertcape Received t Decem and LAR Mean Ocean during Foreach time, respectiv Ga, Gree ber responds with c we ). at estim D in atmoisonfrom t of t of Ga 2013ed toinresult possibly rgotty dard(0.17–0.18interpre at oth sec reservoir ratio martian tedisten tioence , 2003 revise par mum ces of H and oun the exist rmin a D/H cons 4.5 Head d form and abundan m from am rand tes (She ; latitude the2007 Com dete the is Accep wateruse past ratio is )deuteriu us reservoi .ted the mini the Mart Both 12sity 13 s at 3.3 vio and [D]; are Marc Marc heavier ian shergotti the recent D/H δ D value toAvaila Carr al.,e,2008), the en-in [H]mides an 5000 becapre et fac r sur Page−, 2 (Lammer et al., 2003). h 2014 and h 2014 surfa (�ble Curio invts wa, ter factor, (Lamme high relative rethe ce morp in e(e.g. the asrequir R presentIn the in history termen waosed ofwate al.,in2005 atomsecm ts ofthe e xxxx and rfac sedi Edito ). Thisdrogen atmosphe planet’s wa )onlin holog on itstionation surface prop del et rs amount is incre loss are expressed PLD the sur t le. r: oun out ring , 2012 reservoi 1988 y T.M. mo d surfa rray been tian impl ther estimate sen al., am cove ilab waterin lier combine (Mu ce. mar has for theatmo ies reservoi et al., sphere through the of ore, r and OurHarri and pre son ateto ear nthe be used iceWhil that Usui et ory hisherm e of tles ly exist Using the denent can from present edest Mars are ava umesman water thesphereunt , Owe sugg Furt ogic enrichm ntialwas calcul high D/H pote ).the timin layer ). ords: to eric 14 m2 , nt(Bak c (e.g. bars Keyw er,(GEL). invent in the geol ing rich um data escape. deuteriu mated m r 2013 the volumes 2009 Scott g,amo as not equivale . volstudies copiesti al., that ratio large y once water al., to ntthe signi global fallsm riteorite imu et ter a deve warm of 1.4 × 10 s has as ar–ice ass (e.g., complex wa s (∼ ver, ;proce olog fican r eterro wate [m] area enou tsses, ctage Marsatmosph The rvoir ter oir due Page 6 time both teles we2006 depth and bsteloss surface 3 orph s of lopments contain meteogeomorp and ervthe min hologic r R prese s refle gh (1) s theb; 3 tkgwate and the ly, by can be Carr geom rvoir er rese (blue). presenocean the res m−r has to main situ through wat L. Ho a, 2013 rvoiorite the theofmete amou ons (We number Eq. sen, a orites in eion-m tive mete with ofrese 10ntby to GEsten hydrogen been17 Parker, 2001; of for after water. nt pec mete ated of Earth , 2013 ’s ocea –ic and ed the tain persi vast water kg b, er rese of ,the in PLD wat sonsdther);ing of, as Compare receres lost i-waisoto observati tian for the tersity indicrobe icrop ort 2012 r tian that n wate of2011 2009 .4 ×r 10 a, mar pari from 1wate s-30 maChri from Clifford tegeochem imates rove wateret al., stent liqui rvoir of mar rep1999; nge few pe nds to l wea form Ga,t of2010), r) of the com terre 20– udes only only ing ima tion , analy (oraHead loss have al.,the surfa evidence on of l est correspo ren stria1995; ed.t Base ratios present01.terre latit The al., 2007 ). reserv GEL er rese nsi ined sis etof al., 2009 d oir ositio ica1on mcomp current cur ce durin ) of ent m est al., Hynek, et been effec tra isotop Leblanc, GEL highlog shown evoluti ent watD/H unt of and4.1 ns (D/H the etalso and mart (Smith and e et mobta 840 thepre-N ent anci ère e martian sets Achille imu ; Levy the g mart geo ;d Soar Dition ding poorly ram: ected” s ofthe (Chassefi pres ) of mart er ian data2003; 133 ALH by ed D/H mize the pres meteorite n as: es the (Rconduct 2009 min the amo inclu ian atmo oach ed the detpart Head, nton s data constrain have D/H yform rewritte 2004 mini els are oftorie lizingel, ) for min func er diag of the spher ian oc- nix Land there been et al., ian eter the“un (Boy mart tor 9) (31– tsas to from loys s uti mod rt s have es ( have inty ic ly is exa Upp > (3)Rece history, the because wate Karg t. ed. of ian h 41–9 reas escap emp tions 000 the Phoe ; (200 Lefo unt 3. onat res ted yion erta sib 1 partly provided ; sen history r reser wheisnce 9 m e ent investiga 0–3 trom the oug tionme2001 for ulat stud cal men - mete This Fig. pos B 1851kmcarb et al. pre Specorite globa voirs ugh as (>10–5 measure 1− 2003). m amo the unc e (120 This rep nts, are plot 8). accurate nt technical al., 2009 dabe s sec s, thr forthimartian 8400 ans thro gf evi etr-r al., existe lRay pe calc Tera et ancie theocea inte equivalent s, this study of at the 3 mI t 2GEL) 200Lammer preted datasets nt componetheinter ALH Thu ysis ,Smithand win.ma minimu ved from D/H basins 2011; estimation D valu gen esca Roce (For t1 ,ndages anal micr and opro to Ga to reliable et al., m. of layers, amountdemonstra time when the δ Com and large Lilli.s The poion es tons, h groGambou we ) are =ssey oxy cial wate posed. oceans 4.5 GEL) havemyounger rrednumber excee binin datu of com prop Ody lakds ), initsitu tites are deri m) and oug r typically overamination the GEL) was r tes t 2 . Eq. (3)the mete aerlimited m tian surfi Iose ed by ient esanc nl”pro ess Mar is refe es (apa 58 m ervedcont thesthr t 1 althat ilar g our fro2011 wate been eenresul minimore techni30 fro Robse meteorit mar for t 1 andthat the wate orite t 2 rvabl bee trial dified afteitytheposs recent undebetw ted phatthe martian ficia water ic zon ts with estimat 3) (24– obs (20– ofthe sim size and the apatites ocean r,in 2), on ora Howeve e sof of phosand of the r loss durin s e prese loss the cread ofthe signi ficann 2001). nselati geolo (200 thed amount (Fig. rob es ). ograph ygo and “sur volum above c field oftecte teorites, g 2009),meteorit ous activ subsurfac 8) (mo evolutio et al., ate gical nd,mati 1), corr Marsfromgin t than nt201 ratio cor a ratio tic” , 2007 water loss wate et al. magneti (Nyquist top mag , (200aquealtitude of g of r discuss lege gives estim tive and pol martian Ga) to gma D/H e 2002 in of r ran 1.3 3.4 water/ice ble which es isha s re mer n, wate3.2, inven and al., cermore nt tain a posi analysis mum , as figu etape of “ma y, 1.< Intro tory of Frey 185 km ratio the (typicall ram: Lam oprobe r loss(�100– geomorphologi the rest of everof mini im- 3.3, tingu aslandsc volum (�20–3 this bodiesed D/H Sections diag age ion-micr provided at there is0), gia cGo wate in wa mixing at duct ). Howentsval idare r in (Mand is iten have 1000 m tativecal evide 0 pretrtia rvoir t of s the time. ionindis yield Lower 00) crater developm pyroxen Water thused , 201 GEL) 41– inter nitude to colo deltasAs cen esenting a represen nce minimum tof m r rese is tesGa through ma anged esratios martian 84001 al.,cal2003 GEL) shou GEL exbe of Ear are on Mars 0.016, nek gotti ALH repr water mag et of m inis es The wate of N(3 ich the 0 of 4.1 Hy the sher lud they 8; 2). factor © 2014of of amount ent 2012; field . rem e (Fig. for g the sphe tionlated olsky et ld exist, rs of 20–3 hed wh incD/H (Boctor ied is exch 199 re, ensive pres referencarticle.) includin and datasets netic ition, the fractiona ma calcu n (Krasnop sum Elsev r-illeUsui cupthat Mar et al.,floo the nents y enric nt tures Westag al., compreh 0.016,tianetand atmo employ rese mag s is gene ier B.V. due to which Gam ) are by water ce, 2008; n of martian 2). The conditio In add of this al., ocean R prese hemicallf of accurate dface dforfea in each ey4.for 1–0 Ga estionAll right present mum mar od etable rallyden ange theely Di Ach d the ion (Table yss(L uce -sur lsky relat helpful pretatio version Greenwo mum ively in geoc factorcurrentopo D/H fractiona exch cons r loss 2004). s reser ociate Od-2 (e.g., near hlights ind the reported rs sma mini ) and on (e.g.,d informat of Since asswate emp higectiv ved. dll the reservoi newloye s idere m Ga 2000). s the the .1value ctionof the (Krasn 3 (e.g., Mars GEL, (e.g., sly ratio inly f = 0.9, Pineau amounts the web yielding et al.,4.5–4by Furtherichresp olsky, andMars. arie fracalle apatites nation foutondn ativ) eyield bethe that 2012b), cant s a D/H water whKrasnop is ma m our a s on mö e-1 (Lted put 2012a, s of 30–8 to s of sky ed;Jako of se al.,31998; y insignifi ionting al., .1 Ga Stag ratio of water etviou fractio unde wate (pre ns whe tho 5–4ng and crater cold L 4.rstan relativel in(Or Theto be solely due to ds and duc trary and 10–5 is ,the por esen re -in ation, –ic0ve D/H ratio evolutio sisnation Hallis 3).tion toips, Phill dryGEL limited condit r reservoir fractiona and , the actr–ice rmmagmat The outgassi a ten y the from ding planand 1 Ga origin r D/H obse oceans L .the num n repr wate ism sup y con atmosphe derived imp info na2001 ely (Fig. of the D/H fractio ng).en of 2008 rved wate ber escetape nt , 4abo glob were theectiv l et, tian rog 99 with es aph netw emplo t martia with al.,hyd unraveli ; Chri 2009; cial ctio preseand ofmeteorit Earth al mar consider and loss in two stages: nta evolutiontywater n et D/H the is theood et al., we inveGa, geol respthe es (Row orksfra the of ogr n at oceans We 1998), martian t sen, ntor ogic intoMarssten valu rtain of pola top e;ce. (McSwee al., surface (Sco et unts thesurfi eleeme e enw where ien bel although ye of 4.5rro r caps ty shown in Fig. 1. ate unce tt et ge her amo gthchan g (Pe dthes (Gre surfa isthe obseanc 0). The voir) 2006 at 2011 presen sare more, We thro surface themar rtain ages pactsal of . On m the the hercalculate as rinescape. ospsurfa the 1995 tric). ce wate )near ion of-al., tian ugh and 50 of rvati for eric unceent), On from herye approxim osptime r-base avelen radiome ons, nde regions other ed atm reg tes deltaswa ed the conthe surfi under polsky, 200 chanisms atmosph 97–1 their r: e.g., age of Ion stud er such -2 (4.1 Carr and cial age 2005), tima and Ga–pres andbiased deriv highly the talliz and al.,;nce ing.m) to (Cabrolet iste ar wa The omete ages. thisosp glob . The Ga) urr long-w what was avercrystalliz water/iceation Ga eand as dens are crys Hyn2010; in atm pol e and al 30 Christen (4.5–4.1 Chua en ired the ates ek,ed2010 the low and Grin from inve n at 4.1 tima occ fac orites inUsui Spectr (20– Krasno erent me ermost Stage-1 ewe al., par , aand counting r terium requ 2009), ntor tru ey estim valle Noachia ns), to betweng, al., ted is).derived GEL sur ingetcom crater mete rvoir 1997 ally her wate Ga) es,by ns yThe , 1999 Ray deu how than records base (4.1 diff bodi ns ctio thes of prov Sub rese y host r rat upp meteorit ion ; precise et r which ctio anci lated did Hok for d e ;martian esrea and 00the iumons sed vie Ori for The reg es e etaral., etboundar iceon al., ide two wate ent rea meteorit hmet al.,n rang calcu ter defin from(Do accurate tinctio cauGa, ical of liqui andthere has been a it early surfi more al., the martian /or0–30 which in the dis that al., itive (120 1999 g etd wate to hea hemical e-1cial 2000 Radpresent D/H dataset histo the hem Gaand discussi to 4.1 though t et ainsize in deu ; only recent nes evid of ed Gaatio Yun −1 repo 84001, water the Cliff Di of 4.1 in Stag r (i.e., reli toc 4.5 d and an on.,ry, ation inoexpl ALH icates ence Achi to atOrm anc;unt orm the ord and et al., duringdef osiötset cule Based amo rted pale s s 2010), photion relative photoc 3.dep the letelts haswith whofich loss ocea indlle (e.g 7533 oug pres that sho (Lapen , ratio Adv Resu s s cule water NWA dep of mating age al., been ) e (M for h ence ns ich 28 rs ape large mole e ation by Park Sun s ule the (approxi 2004 mole martianely. therearly uces of whic Ga o-oceans un et al.,esand r meteorit d ture esc are the D/H lec –4.1 Ma t hwit analysis stan series lakes)datofa wh wate a (L 4.5and ngeamount Head marin crystalliz the ectiv er, 2001 × 10 ;g Di of Achi intenour moestimate natsure clim .8reportin red r lossyou (e.g. e-1 induce lecules ult of a as wou existthat Stage-1 et al., sig of ) rate 6–3puta en wate ate lle and chian; age 7), ldunt Carr(Humay ratesd- ofar very h in 1.of 7), as e-2, resp ed here demonst tive in Stag the pe to200 ult and tion stan arerecent 1999 200ently and Head , Head suc Stag ate of on ARSISprofntsesca −1 in referal., habi amo(Mhave of Hynek, Ga), pre-Noa pale loss inrad furth dings swate we hydrog 4.4o-sh consequ ; Doh al., en mo a res s toEstim (� a rres stages tabilng and nt than er inclu Table thethe 1), of the wate 2010). m16 , as ity of orelines ly ancient significa iati ime ound cule ettion .1 Ga r once in both impl v et ated hydrog lecules as lecule3.1. ndi al., 1999 chian; al., 2011 de the .5–4Mar sed wasL more Topograp 2003; 4ed mole func losslain riety Gaes ica- 27 extreme pre-Noa suggest a0.0 estim Sou s (e.g. V) rad (Kuliko escape occupied to 4.1 t exp ofdete Ga ). Shor ). of of theher mo ichydr 4.5 hic fea, Carr, ating ain The rang .0 × 10 poin ction inedf as that large re (1),Bibr Fig.ogic c-Theof present, during s2)besapproxim -gres ter mo t water toingeol 2013). UV (EU atu loss ous the nort 38–2 2007 obta Ga fra 2). 0.Stage-2 in osp water (4.1 t to seve eline-demarca fine e the mine wate ; ing) is (Fig. per g Eq. atm al as estrals Usin history a flow reme bodies hern lowl ausof obse r-lai et Mars nt the strip lav tion stud .1–0s,Gabec refer ral cont the ). Theto al., nsedi rvations the(L 4et of 1), R prese (e.g. conver High ext base tem we ., larg estimated of hter rest 2006 which , clays bye-2 wa ands the than) 00 rvoir ments acts that widt ies Stag ) and Thu Table reseimu m) (i.e (i.e., 2008 r al., andion (1200–30 onian; (e.g., Fiali and a D. Eart global evap 2). nt yield varia of the northern (Head et 1988). s high exo ctionat Gaorite n–Amaz sponding to range from s in com of mon R prese ent wate 4.1 vamin te ps et at los h-lik s201 H and fra s ly given (e.g. gyps beaNoachia ble sizes lowlands theh pres e ima al., 2005 form ratio hydr at to Desp water induce mer D/H t to respectiv to global equi ∼ 2 × 10 7 km 3 ed by D/Holog ly0 Ga re m est of pale of bot Llike ; the activugh aqueous um) (e.g., Oste of imu vale ely) (Car o-oceans is 4.1– min and e ite such n, mo ic to 2 × is tho ities, with the for e escape study the shor processe r and Head nt layers (GEL rloo fpelli could clusio com 10 8 km 3 the rang the e ct ens s Noac supp con ng eline dem s, impl ) of 130 hian evidence (corre, ortaus yields of int in thi del refle oceans by Mar ying main nge, bec arcation 2003, and refer m to yed for hydr lakes and/or our and lake s Orbi 1500 m, s (Park cha ences oceans. ter Lase our mo nted, ologic emplo s, ther 1998, er et therein). condition ion), r Altim e are, 1999), is gra would not Though however eter (MO al., 1989, 1993 tionat if it s that could * Correspond 2, era (MO , majo not be LA) topo Even ), supp ing autho C) and Stager gaps E-mail confirme orted loss. graphy r. age data Thermal than in address: 1 d (Hea kurokawa@ using (Malin Emission d et al., StageMars 2006), and Edge nagoya-u.jp http://dx.d Imaging Orbiter this varia tt, 1999 (H. Kurok System Cam0012-821X oi.org/10.1016/j.e cal chan tion has , 2001 awa). (THEMIS) /© 2014 psl.2014.03 ge ; Ghat been inter Elsevier an and im(contact- in the ocea .027 preted B.V. All n volu Zimbelma 1: rights to refle me. individua Arabia shor n, reserved. ct the eline and For example, lly repr historitwo majo esent contact-2 the large r : Deut r Noac eronilus contacts hian and shoreline smaller ) Hesperian 180 には石油系の樹脂が使われることも多いが、これだと石油の中の水 というのはあまりないんです。実験中も、論文をまとめているときも、 素が汚染源となってしまう。そこで試料を汚染しない液体インジウム 人の論文を読んでいるときも、例えるなら子どもが夢中でブロック遊 を用い、真空下で試料を固定。さらに N A S Aジョンソン宇宙センタ びをしているような感じ。とにかく研究自体に没頭していたいタイプ 「水素同位体比」を手がかりに、惑星科学における難問を解いた ー、カーネギー研究所と共同し、水素同位体分析用に特別に改良さ なんだと思います。ただ一歩引いて、研究全体の面白味ということで 臼井助教だが、「研究のキーワードには、『低汚染下での局所分析』 れた二次イオン質量分析計（ ７ページ）で水素同位体分析を行った。 言えば、自ら問題を設定し、それを解く手法やルールも自身で決めら を加える必要がある」と言う。どういうことか。 「具体的には、セシウムのイオンを数ミクロンという極細のビームに れるというのが大きい。自分だけで問題が解決できなければ、必要 「火星の水の在りかを調べるには、隕石の水素同位体を分析すれ して、隕石中の衝撃ガラスと呼ばれる部分に照射。照射された領域 な技術を持っている人と共同で取り組むのも自由です。特に惑星科 ばいい。このアイデア自体は、必ずしも特別なものではないんです。 から飛び出してきたイオンを分析しました。衝撃ガラスは、微惑星な 学は、研究分野そのものをデザインしていけるまだ新しい領域。志の 僕は、地質学的な研究に留まらず、火星探査にも強い興味を持って ただ現実には、これが技術的に非常に難しかった。岩石などの組成 どが火星にぶつかったときの衝撃で形成されるもので、火星の大気 ある学生にはお勧めです」 います。先頃、宇宙航空研究開発機構（J A X A）は火星衛星からの 分析では、粉末状にして分析器にかけるのが一般的ですが、隕石の や表土成分が含まれていると考えられています。そのため、ここにピ 最後に、火星における生命の源「水」の現在を突き止めた臼井助 サンプル・リターン計画（2020 年代初頭打ち上げ予定）を発表しま 場合、この方法だと地球上の水分などで “ 汚染 ”された部分も一緒に ンポイントでイオンビームを当てられれば、正確に火星の成分だけを 教に、火星を含めた地球外生命の可能性について聞いてみた。 した。火星の衛星から岩石や砂を地球に持ち帰るプランですが、実 分析することになってしまう。いかに高い精度で、確実に火星の成分 分析できるのです」と当たり前のように臼井助教は解説するが、まさ 「広い宇宙で、生命がいるのは地球だけというのはやっぱり考えに は火星圏からのサンプル・リターンは、まだ世界のどの国も成功して だけを分析するか。それが研究の重要なポイントです」 にこれこそが助教らが開発したオリジナルの分析法。数ミクロン単位 くい。その発見には関心があります。もちろんそれが、D N Aを持つ いません。こうしたプロジェクトに携わることができ、もし、火星の まず、火星隕石の試料（分析のためのサンプル）をつくるにあたっ での局所分析により、世界で初めて火星表層水成分のみの水素同位 など地球上の生物と同じ構造かどうかもわからないので、決着をつ 生命を発見することができたら、さすがに研究者として “ 最高の瞬間 ” て、臼井助教が利用したのがインジウムという金属だ。試料の固定 体比を高精度で明らかにしたテクノロジーである。 けるには生命かその痕跡を見つけなければなりません。その意味で と感じるでしょうね」 世界初の高精度分析を実現！ 8 学生中心の研究チームが 火星に残る水の量を解明！ T e c h Earth an d Plane tar y Scien ce Evolut ion isotopes of water res ervoir in martia n meteo s on Mars: Co rites nstraints Letters from hy drogen 2015 Autumn 9 知ってる？ 東工大の 1 教育改革 進 路 選択の幅が拡大 より広く、 より深く学べる「系」 学士 課程 ：教員 1 年目 類 2 「系」って？ 年 目〜 大学院課程 系 B e fo r e A f te r 23 学科 A 学科 B 学科 C 学科 備 えた 理 工 系 人材 の育成 」 を目指 すこの 教 育 改 革 には、 3 受講する講 義に 悩むかも!? これまで以上に魅力的な講義が目白 押し。教員と学生同士のディスカッ 学士課程に入学してすぐ「類 」で学修することは ションやグループワークなど参加型 変わりません。所定の要件を達成すると、2 年目 の授業（アクティブ・ラーニング）が 幅広い専門分野の学修が 可能。それぞれの興味 見・発明者、創造的製品やサービス にしたがって、じっくりと専門分野を絞ったり、広 の開発者などが、学生と討議したり、 い分野をまんべんなく学ぶなかで、自分自身の専 実験を実演したりする講義を、2015 門性を築くことができます。 年に新設された「東工大レクチャー シアター」で受講可能。また、自習 ※新しい学院、系等の構成はこちらを はもちろん予習復習ができるオンライ ご覧ください。 e d u c a tio n /refo r m 刺 激 的 な 授 業 が 盛りだくさん！ 増えます。入学してすぐに、東 工大 A +B +C 系 h t t p : // w w w . t i t e c h . a c . j p / どのようなメリットがあるのでしょうか？ の最先端研究者、ノーベル賞級の発 可能に 特設サイトへ！ 日本 で 初 めて 設 置。「卓越した専門性とリーダーシップを から新たに設けられた「系」に進みます。従来の 横断的な学びも もっと詳しく知りたいなら スタートします。学部と大学院 が 統 一された 「学院 」 を 「学科」よりも多くの教員がかかわる「系」では、 専門分野間の 17 系 2016 年 4 月から、東 工 大 では 新しい 教 育 システムが Pick U p 東工大 レクチャーシアター 実験の実演に加え、 スクリーンや電子黒板を 最 先 端 研究の実験 講 義を実 使った多様な 現する設備。音響設備や複数 プレゼンテーション の照明パターンを備え、多様 な講義・実験スタイルに合わ せて最適な演出ができる。従 来の講義室と違い、魅せる講 義、臨場感のある演出を実現 階段式の座席で、 する。 どの席からでも 臨場感が味わえる ン学修環境が拡充します。 h t t p : // w w w . t i t e c h . a c . j p / e d u c a tio n /r e f o r m /p oint /p d f/ organization.p df 細 分 化され 、教 員数も専門分 野も限 定 的 2 4 様々な専門分 野の 教 員が 集まり、幅 広い 「 クォー ター 制 」 の 導 入で 学 び の 時 間 が 凝 縮 ! でフレキシブルな学生生活に！ 効率的 「 学 修・修 博 一 貫 教 育」で を目指しやすい 早 期卒業 1 2 第 クォーター 4月上旬 〜 6月中 旬 〜 6月上旬 最短１年※ （通常３年） の特徴は、学士・修士・博士の教育カリキュラムを切れ目なく一貫させた 教育体系にあり！ シラバスが充実し、学修の内容もわかりやすくなるほ 6 0 0 番台 か、科目が履修順にナンバリングされるなど、学修の見通しが立てやすく なります。意欲と能力のある学生であれば次の課程の科目の先取り受講 も可能です。また、各課程で教養科目を履修し、専門性に加えてリーダー としての素養を磨くことができます。 ※修士課程と博士 後期課程で満 3 年 以上の在学期間が 必要です。 学士課程 卒業 最短３年 （通常４年） 科目を履修順に ナンバリング。 教育体系が明確で 履修計画が立てやすく、 達成度合いも一目瞭然 10 T e c h T e c h 修士論文研究 修士専門科目 11月下旬 12 月上旬 〜 2 月上旬 冬 休 み含む １年を4 期に区切る「クォータ 春休み ー制 」に。1クォーター約 2 カ 月で、授業サイクルが短くなり、 学 びの 記 憶 が 新しいうちに 次 の段 階の 学 修が 可能。集中的 短期留学やインターンシップな 短い期間で 集中的に学べる 次の課程の科目を 先取り受講できる！ 4 0 0 番台 〜 5 0 0 番台 学士課程 専門科目 1 0 0 番台 〜 3 0 0 番台 9月下旬 〜 「クォーター制」って？ 4 第 クォーター に効率よく学修できます。また、 修士課程 修了 最短１年※ （通常２年） 夏休 み 最短 6 年で博士修了 博士論文研究 博士専門科目 学士課程の学生約 9 割が修士課程へ進学する東工大。教育改革の最大 8月上旬 第 クォーター 学士課程入学から 博士後期 課程修了 「学修・修博一貫教育」って？ 3 第 クォーター 5 ないため 、第２クォーター＋夏休 みで 留学しやすい が立てやすくなります。 い ろい ろ 変 わ るけど 類 別入試や入試内容は 変更なし これまで通り、類ごとに入試を実施。入試科目・内容・類入試・総募集人員・ 教養科目 どを組み入れた柔軟な学修計画 例えば 、学 士 課 程３年目第２クォーターで は 必 修 科目が 入試日程に変更はありません。 東工大 平成28年度 入試ガイド 2016 年度入学者向けの入試情報の詳細は、高校生・受験生向けサイトをご覧ください。 ht t p : //a d mis sio n s .tite c h . a c . j p/a d mis sio n /c o ll e g e /g u i d eli n e . ht m l 2015 Autumn 11 今 趣 味・部 活 先 輩 が いる。 理 系 の 選 択には不安も 物理が苦手で、理工系大学への 建 築 を 学 ぶため、東 工 大 に 進 学。 進学には不安もありました。最 そこで 建 築 構 造 の 面 白さに目覚 めた小 原 泉さん。 終 的 に 理 系を 選 んだのは、職 総 合 建 設 会 社 ・フジタの 研 究 員として、 業へ直結している学問領域だか 主 に 鉄 骨 造 の 建 築 構 造 の 研 究 や、 屋根 型円筒ラチスシェル デザインや文学に触 研究テーマは体育館などに採用される「屋根 時代はよく図書室に 型円筒ラチスシェル」という構造の地震によ 通っていました。大 る応答評価。苦労したのが実験で使う模型の 学では「コールクラ 設計です。そのまま縮小すると実物より頑丈に イネス」という合唱サークルに所属。他大学 なってしまうので、性状 のメンバーも多く、幅広い友人関係を築けま ら。なかでも理論と感性が融合 装 置 の 設 計・開 発、コンサルティングに 従 事 する ました。 立されてい る 分 野なので、 発展的な技術を学ぶときに も、大 学 時 代 の 教 科 書が 活躍します。基礎を確認す るにはこれが 一 番。5 0 年 以上前に著された本もあり、 発見 構造力学は 基 礎 理 論が 確 娘を含めた 次 世 代に安全な社 会を 建 築 の 新たな見 方 技術の発展がより良い 様々な力のバランスが 計算され 未来を生み出していく。 た設計は、ひとつひとつに無駄 そこに、やりがいを感 がなく、機能美を感じさせます。 じています。地震や災 構造という角度からアプローチ 害に強い、快適な建物 すると、建築の新しい魅力が見 づくりを可能にして、娘 を含めた子どもたちに安心・安全な社会を渡 えてきます。 ほかの研究員も同じ本を持 した。今でも交流が続く仲間たちです。 エネルギー源 夫を重ね バイブル 大学時 代の 教 科書 れるのも好き。高校 を再 現 するのに 工 している建築学に惹かれました。 今でも大 活 躍する、 芸 術に触れ 、 仲間と過ごす大 切な時 間 模 型 設 計が難しい！ 物理が苦手。 志 望 大 学 決 定 時 は 文 系 か 理 系 かで 悩 みながらも 現 在 まで の 歩 み を 聞きました。 研究テーマ 進路 を創る していきたいという思いが、研究の原動力です。 っていたりします。 建物をもっと強く、 もっと に “自由” ている。単にデザイン性を高めたのではなく、屋根にかかる負荷が均 衡するよう、力の伝わり方を非常にうまくコントロールしているんです。 あらゆる建物に使用できる装置やシステムの開発を担うことで、よ り多くの建物をもっと強くすることができる、さらには建物をもっと “ 自由 ” にすることができる。建築構造の研究を選んだのは、そこに 可能性を感じたからだと思います。 建築構造の専門家として、制振構造の研究や耐震部材の開発に携 この先何十年も人々を守っていく。そう考えると、感慨深いものがあ わっています。2014 年にリリースした座屈拘束（ざくつこうそく）ブレ ります。 ースは、その成果のひとつ。計画から実証実験、製品化に向けた設計 までを担当しました。ブレースとは、建物の耐震部材として斜めに設置 研究に時間を取れなくなることへの不安もありました。比較的スムー ズに研究現場に戻れたのは、大学時代から身につけてきた構造力学 今回の開発で目指したのは、そんな座屈拘束ブレースを、低コスト での見方ががらりと変わりました。見慣れていた建物に、まったく異 や設計などの知識の蓄積のおかげです。地道に積み重ねてきた基礎 で製造でき、建設現場でも施工しやすい、より軽い部材に進化させ なる表情があることに気づいたのです。 的な力が、復職を助けてくれました。 ること。耐震機能はもちろん、収益性も兼ね備えたブレースとするた 「構造 」は建物の基礎に関わるだけに、建物のデザインや設計の 私の場合、はじめから建築構造の専門家を目指していたわけではあ めに、素材や形状など、様々な視点から検証を重ねました。仮説を あり方そのものを左右する力を持っています。構造に関する技術を進 りません。むしろ高校生の頃は物理が大の苦手で、理工系大学に進 立て、実験で確かめながら、設計を通じて具現化していく一連のプロ 歩させることができれば、建物の可能性をもっと広げていける分野な 学するかどうかを悩んでいたほど。ときには心理学や言語学を学んで セスは研究の醍醐味ですが、一度実験が始まれば、2、3カ月は実 んです。 文系の道を探ってみたりと、回り道もしました。 験棟に通い詰めになります。それでも、思いどおりの結果が得られた 例えば、10 0 年前の姿を再現した J R 東京駅丸の内駅舎。免震装 けれどそのおかげで、一生をかけて取り組める研究に出会うことが 瞬間には苦労が吹き飛んでしまいました。 置の発達がなければ保存・復元工事は実現しなかったでしょう。大 できたと感じています。高校生の皆さんも、少しでも興味がある分野 すでに病院やビル、大型倉庫などに、このブレースが採用されてい 学生のときに感銘を受けたのは、国立代々木競技場の体育館でした。 があれば、ためらわず飛び込んでほしいと思います。予想と違ったり、 ます。建物はこの先 50 年、6 0 年先という長いスパンで受け継がれ 屋根が斜めにつり下げられた一風変わった意匠性の高い建物に見え 思いがけない発見があったり。そんな経験を重ねるうちに、きっと進 ていくもの。耐震技術を前に進めていくことが、建物の安全を支え、 ます。けれどその独創的な造形の中に、高度な構造計算が反映され むべき道が見えてくるはずです。 お T e c h とに迷いはありませんでしたが、やはり子育ては大仕事。育休明けは、 いました。東工大に進み、建築構造の知識を深めるうちに、それま は ら いずみ 小原 泉 T e c h 約1年の産休・育休を経て、職場復帰しました。研究職を続けるこ 建築といえばまず「デザイン」 。高校生の頃はそんなふうに考えて する細長い部材のことで、軸方向の圧縮に対し、たわんで壊れる現象 （座屈）を起こりにくく（拘束）したものが、座屈拘束ブレースです。 12 「 構 造 」と い う 異 な る 角 度 か ら 光 を 当 て る 少 しで も 興 味 が あ れ ば 、た め ら わ ず 飛 び 込 む 株 式 会 社 フジ タ 技 術 セ ンタ ー 建築第二研究部 20 02 年 20 0 6 年 20 0 8 年 2014 年 2015 年 東京工業大学第 6 類入学 同大学院理工学研究科建築学専攻入学 株式会社フジタ入社 第一子出産を経て育児休暇取得 現職に復帰 2015 Autumn 13 学生企画 きま い って 大 岡 山 キャンパ ス が あ る の は、渋 谷 や 自 由 が 丘 にアクセス が 便 利 な 場 所。 ーす ちょっと 足 を の ば せ ば 面 白 いところにすぐ 行 けるんで す。 ここに 掲 載 した の は、東 工 大 生 がよく行 く街。入学したら 行 ってみよう！ 大岡山 駅 から いた だ き 自由が丘 ま ーす 大岡山 駅 から 大岡山 武 蔵 小山 女子に人気のこのエリアで 東工大生は飲み会を開く 目黒駅 しゃれな街。大岡山から渋谷に出るとき 緑に溢れ、カフェや雑貨屋があるのでデートに最適！ 目黒駅までは大岡山から 約 6 分。J R 山 手 線 との 接続駅です。乗り換えを 屋、カフェ、本屋、電器屋、雑貨屋となん する人も多いのでいつも でも揃っているので、多くの東工大生が 見 た目も 味 利用します。居酒屋も多く、飲み会が自 由が丘で行われることもあります！ 賑やかで混み合っていま も♡ す。駅ビルには本屋など とにかく大きい商店街。 欲しいものはなんでも揃う 午 後 授 業 がない 水 曜日 は、友達とランチに自由 が丘へ行く人も多い。 が入っていて、駅 前には 商店街もあるので、放課 武蔵小山駅 大岡山から急行で 3 分の武蔵小山。そこ には東京一長いアーケードを持つ商店街 があります。商店街には様々なお店が 軒 を連ねており、まさに「欲しいものはなん ではのお店の人とのふれあいも醍醐味の ひとつです。おやつ片手にぶらぶらしてみ るのも楽しいですよ。放課後や休みの日 春になると目黒川沿いの この商店街にはユニークなお店がいっ ぱい。化学調味料なしの自家製アイス 桜がとてもきれいなので、 ゃ い！ らっし のお店や、特製ダレで食べる焼き鳥屋 ぜひ足を運んでください。 さんもおススメです。 る など、散策してみては？ 二子玉川駅 後 買 い 物しに 行 けます。 日替 わ り フレー バーも あ でも手に入る」という感じ。商店街なら 大岡山 目黒 すぐに行けて使える駅。 お金は計画的に使いましょう 大岡山から2 駅隣の通称「がおか」はお もここで乗り換えます。レストラン、洋服 駅 から 自由が丘駅 駅 から 大井町駅 二子玉 川 大岡山駅 大岡山 大岡山 ス キャンパ 駅 から 大岡山 大岡山 駅 から 大井町 単なる乗り換え駅ではない。 ラーメンを食べて帰ろう 大岡山駅には東急目黒線と東急大井町 河川敷でスポーツすると 青春気分が味わえる 線が 通っており、千葉や埼玉から通う東 二子玉川といえば多摩川河川敷にある巨 が 整備されています。ちょっと空き時間 東工大生は何かと お世話になってます ができたとき、体を動かすのに絶好の場 大岡山には北と南の２つの商店街があり 所です。友達と一緒に汗を流して、健康 ます。大学正門を出て左手にある北口商 的な学生生活を送ろう！ 店街には、ファーストフード店、ラーメン 大な公園！ 複数の公園が多摩川沿いに 並び、広大な敷地に野球場やサッカー場 工大生達は大井町線を使っています。大 大岡山商店街にはなんとボルダリ ング施設まであります。飲食店だ 井町駅は東京の主要駅に繋がる J R 京浜 けでなく様々なお店が 東工大生を 東北線 の乗換駅。朝は大井町線に乗る 歓迎してくれます。 東工大生と、京浜東北線に乗り換えるサ ラリーマンとで相当混雑しています。 東工大生に人気の メロンパンはサク コ イヤ ー 14 T e c h T e c h なっています。ランチだけでなく、空きコ マや放課後に立ち寄る人も多数。 店もあります。種類も豊富で、スープも麺 も様々なものが楽しめますよ。 大井 町 駅 から無 料 送 迎バ サクふわふわ。イ スが 出ている品川水 族 館。 チオシです。 館 内 には1,5 0 0 尾 の 魚 が いるトンネル水槽のほかペ ンギンやクラゲも。 屋などの飲食店から書店や10 0 円ショッ プまで揃うため、東工大生の憩いの場に 大井町駅周辺にはラーメン屋が多く、有名 栗型の生地にあん 会いに こなどの色んなタ 来てね ネが入っているお 菓子は必食。 お いし い ー 2015 Autumn 15