深海底での現場吸着・培養実験で明らかにする鉄マンガンクラストの成長・元素濃集過程

深海底原位吸附培养实验揭示铁锰结壳的生长和元素富集过程

• 批准号: 20H04316
• 负责人: 柏原 輝彦
• 金额: $ 11.23万
• 依托单位: Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H04316/
• 关键词: 現場吸着・培養実験; 深海底での現場実験; 現場吸着

本研究の目的は、深海底での元素吸着・微生物培養実験という全く新しいアプローチによって、(i)水酸化鉄やマンガン酸化物などの各構成鉱物への無機吸着反応、(ii)鉱物表面で生じる微生物群衆と微生物－鉱物相互作用、(iii）鉄マンガン鉱物の初期沈殿、の各素過程の詳細と相互関係を明らかにし、その上で、それらが周囲の環境条件の変化とどう対応し天然環境でバリエーションを生み出しているのかを明らかにすることである。今年度は、約半年間の深海底での現場実験によって得られた鉱物試料の化学分析を開始した。まだ分析は途中であるが、半年間の設置期間でも元素によっては、それなりの高濃度で合成鉱物に濃集する傾向があること、また、鉄鉱物やマンガン鉱物の表面特性の違いに応じて濃集する元素に違いがあることが明らかになりつつある。また、人口プレートの表面には鉄やマンガンの微小粒子が付着していることも見えつつある。さらに、合成鉱物の表面には現場実験を通じて微生物が繁殖し、解析に十分な量のDNAが採取できることも分かった。一方、現場実験と同じ場所で採取した天然の鉄マンガンクラストについて化学分析および同位体比分析も行い、水深方向の化学情報の変化を調べた。その結果、水深1000m付近での海水中の酸素濃度の現象、すなわち酸素極小層に対応する形で、希少金属である白金の濃度が上昇すること、テルルの同位体比が変動していることなど、複数の金属元素の挙動の変化を見出した。

Purpose の this study は, deep seabed で の element sorption, microorganism culture be 験 と い う く all new し い ア プ ロ ー チ に よ っ て objects, (I) water acidification iron や マ ン ガ ン acidification content な ど の each form the 鉱 へ の inorganic sorption 応, (ii) 鉱 surfaces で raw じ る microorganisms masses と - 鉱 interaction, (iii) iron objects マ ン ガ ン 鉱 early の shen Temple, の each element process detailed と の mutual masato を and Ming ら か に し, そ の で, そ れ ら が weeks 囲 の の environmental conditions - the と ど う 応 seaborne し natural environment で バ リ エ ー シ ョ ン を raw み out し て い る の か を Ming ら か に す る こ と で あ る. This year, approximately half a year later, the chemical analysis of られた鉱 samples obtained from the で field laboratory によって of the deep seabed began を た. ま だ analysis way は で あ る が, half years の set during で も element に よ っ て は, そ れ な り の high-concentration で synthetic 鉱 content に concentration す る tendency が あ る こ と, ま た objects, iron 鉱 content や マ ン ガ ン which 鉱 の surface characteristics の い に 応 じ て concentration す る element に violations い が あ る こ と が Ming ら か に な り つ つ あ る. ま た, population プ レ ー ト の surface に は iron objects や マ ン ガ ン の が pay the small particles し て い る こ と も see え つ つ あ る. さ ら に, synthetic 鉱 の surface に は field be 験 を tong じ て microbial が breeding し, analytical に very な の DNA が take で き る こ と も points か っ た. One party, the scene be 験 と place with じ で take し た natural objects の iron マ ン ガ ン ク ラ ス ト に つ い て chemical analysis お よ び line with a body ratio analysis も い, water depth direction の chemical intelligence の variations change を adjustable べ た. そ の results, water depth of 1000 m paying nearly で の seawater の acid concentration の phenomenon, す な わ ち acid, tiny layer に 応 seaborne す る で, rare metal で あ る platinum の concentration rising が す る こ と, テ ル ル の with a body than が - move し て い る こ と な ど metal elements, the plural の の 挙 dynamic の - turn out を し た.

项目成果

Modern Precipitation of Ferromanganese Oxides and Metal Accumulation during 12-15-Yr on-Site Experiment at NW Pacific Seamounts

西北太平洋海山 12-15 年现场实验期间铁锰氧化物的现代沉淀和金属积累

• 发表时间: 2020
• 作者: Usui A;H. Hino;D.;Suzushima;T. Kashiwabara N;Tomioka N & Yamaoka K.
• 通讯作者: Tomioka N & Yamaoka K.

Experimental and thermodynamic approach on aqueous alteration of synthetic chondrite under reducing and low temperature conditions: Implication for aqueous alteration in meteorite parent bodies

还原和低温条件下合成球粒陨石水蚀变的实验和热力学方法：对陨石母体水蚀变的影响

• 发表时间: 2020
• 作者: Kikuchi S.;Shibuya T.
• 通讯作者: Shibuya T.

南太平洋で採取されたマンガンノジュールの古地磁学的解析による回転の復元

通过对南太平洋收集的锰结核进行古地磁分析重建自转

• 发表时间: 2021
• 作者: Reishi Takashima;Hiroyuki Hoshi;Yutaka Wada;Hironao Shinjoe;片野田航，小田啓邦，村山雅史，臼井朗，山本裕二
• 通讯作者: 片野田航，小田啓邦，村山雅史，臼井朗，山本裕二

Clay minerals as a source of cadmium to estuaries

• DOI: 10.1038/s41598-020-67279-w
• 发表时间: 2020-06-26
• 期刊: SCIENTIFIC REPORTS
• 影响因子: 4.6
• 作者: Hao, Weiduo;Kashiwabara, Teruhiko;Konhauser, Kurt O.
• 通讯作者: Konhauser, Kurt O.

北東太平洋の海山上で採取されたタイプの異なるマンガンノジュールの形成過程

东北太平洋海山不同类型锰结核的形成过程

• 发表时间: 2020
• 作者: 片野田航;村山雅史;臼井朗;山形武靖;松崎浩之
• 通讯作者: 松崎浩之