大気海洋間における気体交換のメカニズムに関する研究

大气与海洋气体交换机理研究

• 批准号: 02J00164
• 负责人: 中山 典子
• 金额: $ 2.5万
• 依托单位: The University of Tokyo (2004)Hokkaido University (2002-2003)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-02J00164/
• 关键词: メタン; メタン炭素安定同位体比; 粘土鉱物脱水; メタンハイドレート; 海底熱水系; 海底泥火山; 大気海洋; フラックス; 気体交換のメカニズム; メタンフラックス

海洋環境とそれに隣接するリザーバー、大気および堆積物に目を向けて、それらの内部に存在するメタンの存在量、起源および各リザーバー間でのフラックスを地球システムという全球的視野から総合的に解明することを目的として研究を行った。メタンは、最も単純な有機物化合物であり地球上に普遍的に存在している。このようにありふれた存在でありながら地球環境中のメタンの挙動には未解明な点が多い。本研究では、メタンの存在量を定量するだけでなく、同時に得た試料のメタン炭素安定同位体比やその他の化学成分(Cl^-、SO_4^<2->およびエタン)についても分析し組み合わせて解析を行い、その起源や、生成・消滅のプロセスについて解明を行った。沖縄トラフ伊平屋凹地における海底熱水系においては複数の起源を持つメタンガスが、熱水循環に伴い活発に海水中に放出されていること、そしてそれらのメタンは、生成および消滅過程の両方において、微生物と極めて密接に関連していること、海洋がきわめて大きなリザーバーであることを明らかにした。また、種子島沖海底泥火山帯においては、間隙水中のメタンの炭素同位体比と間隙水の酸素・水素同位体比の関係から、メタンハイドレートのもととなるメタンの生成原因と水の起源を探り、それぞれ有機物の熱分解起源、海底深部での粘土鉱物構造水が起源であることを明らかにした。これらの結果をもとに、粘土鉱物の脱水反応とほぼ等しい深度で生成したメタンが、泥ダイアピルにより海底直上まで運ばれるという物質移動プロセスを明らかにした。さらに、この流体が地下深部で生成したメタンを海底直下まで供給し、ハイドレート生成環境下でメタンハイドレートを形成していた可能性が極めて大きいことも、本研究で得られた結果から示唆された。

The marine environment is characterized by its proximity to, and the presence of, large quantities of marine matter, and deposits. The marine environment is characterized by a global perspective, a comprehensive understanding of, and research into, the marine environment. The purest organic compounds are ubiquitous on Earth. There are many problems in the earth's environment. In this study, the quantitative analysis of carbon stable isotope ratio and other chemical components (Cl^-, SO_4^-) of the sample were obtained, and the analysis of composition, origin, formation and elimination of carbon stable isotope ratio and other chemical components (Cl^-, SO_4 <2->^-) were carried out. The origin of the complex in the undersea hydrothermal system, the evolution of the hot water cycle, the evolution of the seawater, the formation and elimination of microorganisms, and the close connection between the ocean and the ocean. The relationship between carbon isotope ratio of interstitial water and acid element/water isotope ratio of interstitial water is discussed. The origin of water is discussed. The origin of thermal decomposition of organic matter and the origin of structural water of clay in deep seabed are discussed. As a result of this, the clay particles are dehydrated and transported to the seabed at a depth of 10 ° C. The results of this study show that the possibility of fluid formation in deep underground environments is extremely high.

项目成果

Initial results from a 4km CO_2 release experiment

4公里CO_2释放实验的初步结果

• 发表时间: 2004
• 期刊: Prepr.Pap.-Am.Chem.Soc.Div.Fuel Chem. 49・1
• 作者: Peltzer;E.T.;P.G.Brewer;N.Nakayama;P.Walz;I.Aya;R.Kojima;K.Yamane;Y.Nakajima;P.Haugan;J.Hove;T.Johannessen
• 通讯作者: T.Johannessen

Tsunogai, U., T.Toki, N.Nakayama, T.Gamo, H.Kato, S.Kaneko: "WHATS : a new multi-bottle gas-tight sampler for sea-floor vent fluids"Chikyukagaku (Geochemistry). 37,3. 101-109 (2003)

Tsunogai, U.、T.Toki、N.Nakayama、T.Gamo、H.Kato、S.Kaneko：“什么：用于海底喷口流体的新型多瓶气密采样器”Chikyukagaku（地球化学）。

U.Tsunogai, F.Kouzuma, N.Nakayama, T.Gamo, S.Kaneko: "Development of multi-bottle gas-tight sampler WHATS for sampling sea-floor venting fluids"JAMSTEC J.Deep Sea research. 21. 91-95 (2002)

U.Tsunogai、F.Kouzuma、N.Nakayama、T.Gamo、S.Kaneko：“开发多瓶气密采样器，用于对海底排出流体进行采样”JAMSTEC J.深海研究。

Geochemical and microbiological evidence for a hydrogen-based, hyperthermophilic subsurface lithoautotrophic microbial ecosystem (HyperSLiME) beneath an active deep-sea hydrothermal field

• DOI: 10.1007/s00792-004-0386-3
• 发表时间: 2004-04
• 期刊: Extremophiles
• 影响因子: 2.9
• 作者: K. Takai;T. Gamo;U. Tsunogai;N. Nakayama;H. Hirayama;K. Nealson;K. Horikoshi

Deep Ocean Experiments with fossil fuel carbon dioxide : creation and sensing of a controlled plume at 4 km depth

使用化石燃料二氧化碳进行的深海实验：在 4 公里深度创建和感测受控羽流

• 发表时间: 2005
• 期刊: J.Mar.Res. 63
• 作者: Brewer;P.G.;E.T.Peltzer;P.Walz;I.Aya;K.Yamane;R.Kojima;Y.Nakajima;N.Nakayama;P.Haugan;T.Johannessen
• 通讯作者: T.Johannessen