大陸地殻の存在は、水惑星・地球の重要な特徴の一つであり，風化・浸食作用を通して海洋や大気の組成を大きく左右する。現在の大陸地殻は，地球表層の約30%を占めており，その上部は主に花崗岩質地殻から，下部は苦鉄質地殻から成っている。このような，大陸地殻の層構造は，苦鉄質な大陸地殻が再溶融し，花崗岩質な大陸地殻を再形成することにより，できたと考えられる．しかし，初生的な大陸地殻がいつ頃形成され，また，それがいつ再溶融（分化）して，今現在見られる大陸地殻の姿をえたのかについては，まだ良く分かっていない．

　花崗岩質地殻の放射性同位体組成（e.g., ¹⁴³Nd, ¹⁷⁶Hf）の経時変化は、いつ頃初生的な地殻の形成（大陸成長）が盛んだったか，また，いつ頃大陸地殻の分化が重要だったかを反映する。しかしこれまでは、花崗岩質地殻が化学的・同位体的に非常に不均質であるため、その同位体組成が全体として（大陸スケールで）、どのように変遷してきたかは明らかにされていなかった。

　本研究では、花崗岩質地殻のハフニウム(Hf)同位体組成進化を明らかにするために、巨大河川の川砂に含まれるジルコンに着目した。巨大河川は、広範囲にわたる大陸地殻を浸食・混合している。また、ジルコンは変成・堆積作用を経ても、母岩の年代情報(U-Pb年代)、Hf同位体組成を保持している。したがって、巨大河川の川砂ジルコンの年代及びHf同位体組成を系統的に調べることが、花崗岩質地殻の同位体組成進化を大陸スケールで評価するには、最良の方法と考えられる。これまでに、ミシシッピー川、アマゾン川、コンゴ川、長江の四河川の川砂ジルコン約1,000粒について、年代測定及びHf同位体分析をレーザーアブレーション誘導結合プラズマ質量分析法により行った。

　年代測定の結果，巨大河川の川砂中には，>33億年前のジルコンが欠乏していることが分かった．また，Hf 同位体分析の結果は、花崗岩質地殻のHf同位体組成が、(i) 約33-20億年前にかけて、マントルのHf同位体進化曲線からズレていき（相対的に¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hfが低くなり）、(ii) 約20-13億年前にかけて、そのズレは減少し、そして(iii) 約13億年前以降は、再びそのズレが増加したことを、明らかにした。このHf 同位体の経時変化は，初生地殻の形成率が，33億年前以前及び約13億年前に，高かったこと，また，大陸地殻の分化が23-22億年前及び6億年前以降盛んだったことを示唆する．一方、>33億年前に初生地殻形成率が高かったにも関わらず，川砂中に>33億年前のジルコンが欠乏していることは、>33億年前に形成された初生地殻が，安定な大陸地殻ではなく，浸食・運搬・沈み込み過程を経てマントルにリサイクルされやすい（川砂ジルコンの記録に残りづらい），島弧地殻であったことを示唆する。