หน่วยงาน Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology, JAMSTEC Kochi Institute for Core Sample Research, KOCHI

สถาบัน Kochi สำหรับการวิจัยตัวอย่างหลัก KOCHI
KOCHI ก่อตั้งขึ้นในเดือนตุลาคม 2005 โดยเป็นศูนย์กลางในประเทศที่ห้าของ JAMSTEC นับแต่นั้นเป็นต้นมา สถาบันวิจัยแห่งนี้ได้รับการยกย่องอย่างสูงจากทั่วโลก โดยดำเนินการประมวลผลหลัก จัดเก็บ และวิจัยขั้นสูงอย่างต่อเนื่อง ซึ่งเป็นผู้นำในการพัฒนาเทคโนโลยีในด้านการขุดเจาะทางธรณีวิทยา ชีวภาพ และวิทยาศาสตร์ กิจกรรมเหล่านี้ดำเนินการที่ "ศูนย์แกนกลางโคจิ" ซึ่งร่วมมือกับศูนย์วิจัยแกนนำทางทะเลขั้นสูง มหาวิทยาลัยโคจิ
ภารกิจของกลุ่มธรณีเคมีไอโซโทปคือการได้รับข้อมูลคุณภาพสูง เพื่อปฏิวัติการพัฒนาด้านเทคนิคและการประยุกต์ใช้สหสาขาวิชาชีพ และเพื่อบำรุงรักษาเครื่องมือให้เป็นสิ่งอำนวยความสะดวกระดับโลก หัวข้อการวิจัยหลักของพวกเขาคือการหมุนเวียนของวัสดุบนโลก กระบวนการทางธรณีวิทยาของปฏิสัมพันธ์ระหว่างหินน้ำ การเปลี่ยนแปลงสิ่งแวดล้อมในระดับภูมิภาคและระดับโลก และขีดจำกัดของชีวิตใต้พื้นทะเล สิ่งนี้ทำได้โดยการผสมผสานระหว่างการวิเคราะห์ไอโซโทป/องค์ประกอบกับการสังเกตโครงสร้างจุลภาคโดยใช้ TEM ที่มีความละเอียดสูงพิเศษ

ห้องติดตั้ง Atomic Resolution Analytical TEM JEM-ARM200F
สิ่งอำนวยความสะดวกระดับโลกของกลุ่มไอโซโทปธรณีเคมี

ห้องปฏิบัติการวิเคราะห์จุลภาค กลุ่มธรณีเคมีไอโซโทป
รองหัวหน้ากลุ่ม Motoo Ito, Ph. D.
นักวิทยาศาสตร์วิจัยอาวุโส Naotaka Tomioka, Ph. D.
Marine Works Japan Ltd. ยู โคดามะ ปริญญาเอก
กลุ่มบริษัทได้จัดตั้งห้องปฏิบัติการที่ครอบคลุมมากที่สุดแห่งหนึ่งในญี่ปุ่น ซึ่งประกอบด้วย TEM, FIB, SIMS, (MC)-ICP-MS และ TIMS เพื่อตอบสนองความต้องการที่หลากหลายของนักวิทยาศาสตร์ และเพื่อสนับสนุนการวิจัยระดับแนวหน้า
สิ่งอำนวยความสะดวกอันทรงพลังและระดับโลกนี้ทำให้ระดับสูงสุดในการวิเคราะห์ระดับไมโครที่มีความไวสูงเป็นพิเศษและความแม่นยำสูงมาก
ดร.โทมิโอกะ
เราได้นำ JEOL JEM-ARM200F TEM มาใช้เพื่อรับรู้ไม่เพียงแต่การสังเกตความละเอียดของอะตอมเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการวิเคราะห์หลายครั้งในคราวเดียว เราศึกษาตัวอย่างล้ำค่าจำนวนมากที่ได้มาจากการเจาะแกนหรืออุกกาบาต ดังนั้นความเก่งกาจในการวิเคราะห์ระดับจุลภาค (STEM, EDS, EELS และอื่นๆ) จึงเป็นปัจจัยที่สำคัญมากในการลดความเสียหายของโครงสร้างหรือการสูญเสียธาตุในตัวอย่างดังกล่าว นอกจากนี้ อินเทอร์เฟซผู้ใช้ของ JEM-ARM200F ที่ได้รับการปรับปรุงสำหรับปริมาณงานสูงแบบทวีคูณเป็นอีกเหตุผลหนึ่งสำหรับตัวเลือกนี้
ห้องติดตั้งสำหรับ JEM-ARM200F นั้นติดตั้งระบบตอบโต้ด้านสิ่งแวดล้อมอันล้ำสมัยของ JEOL ซึ่งรับประกันสภาพแวดล้อมที่เสถียรและเงียบสงบ เหมาะที่สุดสำหรับเครื่องมือวิเคราะห์ระดับไฮเอนด์
ระบบรับมือสิ่งแวดล้อมที่ล้ำสมัย
ดร.อิโตะ
เราได้ขอห้องผ่าตัดที่มีการควบคุมโดยสิ้นเชิงสำหรับ JEM-ARM200F ไปยัง JEOL เนื่องจากมีความละเอียดเชิงพื้นที่สูงสุดในห้องปฏิบัติการของเรา และเป็นเครื่องมือหลักสำหรับการสังเกตโครงสร้างจุลภาคที่ระดับพื้นที่ย่อยระดับนาโนเมตร JEOL เสนอมาตรการรับมือด้านสิ่งแวดล้อมที่ดีที่สุดในโลกให้กับเรา ซึ่งก็คือการสั่น สนามแม่เหล็ก และการควบคุมอุณหภูมิ ด้วยระบบเหล่านี้ สภาพแวดล้อมที่มีความเสถียรสูงสำหรับ TEM ไม่เพียงแต่มอบภาพที่มีความละเอียดสูงพิเศษที่ชัดเจนเท่านั้น แต่ยังมีเสถียรภาพสูงในระหว่างการสังเกตและวิเคราะห์เป็นเวลานาน เช่น EDS และ/หรือ การทำแผนที่องค์ประกอบ EELS ที่ความละเอียดระดับอะตอม เราขอขอบคุณเป็นอย่างยิ่งสำหรับมาตรการรับมือด้านสิ่งแวดล้อมที่ครอบคลุมนี้

ดร.โกดามะ
เรามีเครื่องมือ FIB สองตัวติดตั้งไว้ในห้องเดียวกัน เช่นเดียวกับ TEM FIB ต้องการสภาพแวดล้อมที่เสถียรสำหรับการประมวลผลตัวอย่างที่ละเอียดและแม่นยำ
สภาพแวดล้อมของห้องที่มีความเสถียรสูงช่วยให้มั่นใจได้ถึงกระบวนการที่ปราศจากปัญหาในการจัดการตัวอย่าง และเรายินดีเป็นอย่างยิ่งกับสิ่งนี้
ดร.โทมิโอกะ
ตัวอย่างของเรามักมีลักษณะทางเคมีและโครงสร้างต่างกัน ดังนั้นจำเป็นต้องมีการวิเคราะห์หลายไมโครวิเคราะห์ที่ประสานกันอย่างแม่นยำสำหรับการตรวจสอบตัวอย่างดังกล่าว การเปลี่ยนแปลงตำแหน่งเป้าหมายโดยไม่คาดคิดอาจเกิดจากสภาวะแวดล้อมที่ไม่เสถียร เมื่อสังเกตตัวอย่างที่เก็บรวบรวมจากแกนที่เจาะลึกหรือดาวเคราะห์น้อย “อิโตกาวะ” การวิเคราะห์ซ้ำจะทำได้ยากเนื่องจากมีขนาดและปริมาณที่น้อย สภาวะแวดล้อมที่เสถียรซึ่งเกิดขึ้นได้จากมาตรการรับมือด้านสิ่งแวดล้อมที่มีประสิทธิภาพ จะช่วยให้มั่นใจได้ถึงความน่าเชื่อถือของข้อมูลที่ได้รับ
มุมมองในอนาคต
ขณะนี้ JAMSTEC กำลังดำเนินโครงการขุดเจาะพื้นมหาสมุทรลึกโดยเรือขุดเจาะวิทยาศาสตร์ใต้ท้องทะเลลึก "CHIKYU" โดยมีเป้าหมายเพื่อรวบรวมวัสดุจากเปลือกโลกที่ไม่มีใครเคยไปถึง เมื่อสิ่งนี้ได้รับความสำเร็จ มันจะเป็นเหตุการณ์ที่สร้างยุคสำหรับธรณีศาสตร์

ตัวอย่างแกนการสะสมซึ่งบันทึกประวัติการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ

ภาพ TEM ของคริสตัลโกเมนชนิดพิเศษที่สร้างขึ้นภายใต้ความดันสูงพิเศษที่เกิดจากการชนของอุกกาบาต

เรือขุดเจาะน้ำลึก “CHIKYU”
ดร.อิโตะ
นี่คือเหตุผลหลักของเราในการตั้งศูนย์ปฏิบัติการที่มีประสิทธิภาพในห้องปฏิบัติการ เราจะทำการวิเคราะห์ในวงกว้างในระดับมหภาคถึงระดับนาโน ซึ่งจะช่วยให้เข้าใจ (1) การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศและมหาสมุทร (2) พรมแดนของชีวมณฑล (3) การเชื่อมต่อโลก: กระบวนการลึกและผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมพื้นผิวโลก และ (4) Earth in Motion: กระบวนการและอันตรายในมาตราส่วนเวลาของมนุษย์ เรากำลังเตรียมการวิเคราะห์วัสดุนอกโลกอันมีค่าที่ได้จากยานอวกาศ "HAYABUSA 2" ซึ่งจะกลับสู่โลกในปี 2020 หลังการแข่งขันกีฬาโอลิมปิกที่โตเกียว การสืบสวนของเราไม่เพียงแต่เข้าใจอดีตของโลกเท่านั้น แต่ยังช่วยทำนายอนาคตของโลกด้วย การวิจัยของเราผลักดันให้เกิดความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีเพื่อแก้ไขปัญหาสิ่งแวดล้อมทั่วโลก ซึ่งอาจมีส่วนสนับสนุนอย่างมากต่อเป้าหมายการพัฒนาที่ยั่งยืน
ดร.โทมิโอกะ
ข้อมูลต่างๆ เช่น การกำเนิดของโลกและอวกาศ การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศในอดีต และประวัติวิวัฒนาการของชีวิต สามารถหาได้จากแกนเจาะหรือตัวอย่างดาวเคราะห์น้อย ตัวอย่างจากธรรมชาติแต่ละตัวอย่างมีลักษณะเฉพาะของตัวเอง ดังนั้นควรกำหนดรูปแบบการวิเคราะห์ของตัวอย่างอย่างรอบคอบ เพื่อขจัดความไม่แน่นอนของข้อมูลที่วิเคราะห์ จำเป็นต้องสังเกตภายใต้สภาพแวดล้อมที่เสถียรโดยสิ้นเชิง ภาพคริสตัลโกเมนที่แสดงในภาพที่แนบมานี้ถ่ายโดยการสังเกตการณ์ตัวอย่างอุกกาบาตในระดับนาโนเมตร เทคนิคนี้ช่วยให้เราได้คุณสมบัติทางผลึกศาสตร์และเคมีของพื้นที่ที่น่าสนใจขนาดเล็กมาก ดังนั้นจึงเป็นเทคโนโลยีหลักในการวิเคราะห์ตัวอย่างทั้งในการขุดเจาะใต้ทะเลลึกโดย IODP (International Ocean Discovery Program) และภารกิจส่งคืนตัวอย่างดาวเคราะห์น้อย "HAYABUSA 2" โดย JAXA (หน่วยงานสำรวจอวกาศแห่งประเทศญี่ปุ่น)
ดร.โกดามะ
นอกจากกิจกรรมการวิจัยที่ KOCHI แล้ว บางครั้งฉันขึ้นเรือ "CHIKYU" และวิเคราะห์ตัวอย่างแกนที่เจาะแล้ว เมื่อ "CHIKYU" แล่นออกไป การสำรวจจะดำเนินต่อไปเป็นเวลาหลายเดือน และบางครั้งเรือก็จอดอยู่ที่จุดขุดเจาะแห่งหนึ่งบนพื้นมหาสมุทรเป็นเวลาหนึ่งเดือน โดยปกติ ตัวอย่างแกนกลางจะถูกวิเคราะห์หรือสังเกตโดยนักวิจัยบนเครื่องบินระหว่างการสำรวจ เนื่องจากตัวอย่างบางตัวเสื่อมสภาพอย่างรวดเร็ว และการวิเคราะห์นอกสถานที่มีความจำเป็นในการตัดสินใจแจกจ่ายตัวอย่างหลักสำหรับการวิเคราะห์ต่อไปนี้ ขออภัย เนื่องจากสภาพแวดล้อมบนเรือไม่เสถียร เครื่องมือที่มีความละเอียดอ่อนสูง เช่น TEM จึงไม่สามารถใช้ได้บนเรือในปัจจุบัน เราต้องการสังเกตตัวอย่างดังกล่าวในสถานะใหม่ ณ สถานที่จริง ดังนั้นมันจะยอดเยี่ยมมากหากสามารถติดตั้งเครื่องมือวิเคราะห์ เช่น กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนบนภาชนะได้ โดยรับประกันประสิทธิภาพเช่นเดียวกับที่ติดตั้งบนบก
JAMSTEC ก่อตั้งขึ้นในปี 1971 ในฐานะศูนย์วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีทางทะเลแห่งประเทศญี่ปุ่น JAMSTEC มีวัตถุประสงค์หลักเพื่อสนับสนุนความก้าวหน้าของการวิจัยทางวิชาการนอกเหนือจากการพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีทางทะเลโดยดำเนินการวิจัยและพัฒนาพื้นฐานทางทะเลและกิจกรรมความร่วมมือในการวิจัยทางวิชาการที่เกี่ยวข้องกับมหาสมุทรเพื่อประโยชน์ของ สันติภาพและสวัสดิภาพของมนุษย์