昔の環境から食生活までまるわかり？　同位体は「地球の日記帳」

同位体が語る、地球と人類の歴史

同じ元素でも中性子の数が異なる原子を「同位体」と呼びます。私たちの身の回りの物質にもさまざまな同位体が含まれています。同位体には放射性同位体と安定同位体があります。放射性同位体は一定の割合で壊変する性質を利用して、年代を測る「時計」として使えます。一方、安定同位体は、質量の違いなどによって生じる存在比の違いから、過去の地球環境や人々の暮らし、物質の起源などを探る手がかりとなります。例えば、南極の氷や鍾乳石に残された同位体の情報から、過去の気候変動を復元することができます。このように、同位体は地球と人類の歴史を読み解く「日記帳」のようなものなのです。

人骨から読み解く、昔の人々の移住と食生活

同位体分析が活用されている分野の一つが、人骨を用いた考古学研究です。例えば、火葬されていない人骨に含まれる炭素や窒素の安定同位体比からは、当時の食生活を推定できます。また、火葬された骨でも、ストロンチウム（Sr）の同位体比を調べることで、その人が暮らしていた地域や食生活を探ることができます。これまでの研究で、骨壺に納められた鎌倉時代初期の僧侶の骨からは、精進料理を中心とした食生活が示唆される一方、中世後期の遺跡から出土した骨では動物性食品を摂取していた可能性が示されるなど、文献だけではわからない昔の人々の暮らしが見えてきています。

環境問題から医療まで、広がる同位体の活用

同位体の活用は、過去を探るだけにとどまりません。例えば、コンクリートが施工後に大気中のCO₂をどれだけ吸収したかを¹⁴Cで定量し、カーボンニュートラルの実現を後押しする研究が行われています。食品の産地偽装の検証や、バイオプラスチックと石油由来製品の判別、越境大気汚染の追跡にも活用されています。さらに、医療・創薬分野では、放射性炭素で標識した薬剤を用いて、体内での薬の動きや代謝を調べる研究も進められています。同位体が、さまざまな分野を結びつけ、現代社会の課題解決にも貢献しているのです。

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名古屋大学宇宙地球環境研究所超学際ネットワーク形成推進室教授南雅代先生

研究室

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同位体地球化学、文化財科学

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メッセージ

「自分は理系だから」「文系だから」と、早くから可能性を狭めていませんか？　苦手な科目も含めて幅広い学問分野に触れてみましょう。私は化学の知識や技術を生かして、歴史や考古学の謎に挑んでいます。理系の知識が文系の研究に新たな道を開くこともあれば、その逆もあります。若い頃に学んだことは、あるときに思いがけない形で融合し、大きな力になります。幅広い経験の中から本当に好きなものを見つけたとき、それまで積み重ねてきたすべてがその土台になってくれるはずです。広い視野を持って歩んでいってください。

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