メタン菌バイオマーカーに基づくメタンハイドレートの有機地球化学的研究

メタンハイドレートが大量に賦存する南海トラフ堆積物中でのメタン菌の活動の実態やその条件を解明することを目的とし、海底表層及び深部堆積物中のメタン菌由来の脂質バイオマーカーの有機地球化学的分析を行った。1.南海トラフ深部堆積物中の古細菌脂質バイオマーカー分析基礎試錐「東海沖〜熊野灘」で採取されたコア堆積物試料について脂質分析を行った結果、古細菌やメタン菌に特有な脂質バイオマーカーであるアーキオールやヒドロキシアーキオール、2,6,10,15,19-ペンタメチルイコサンが、表層から深度400mの間のほとんどの深度において検出されたことから、堆積物中にそれらの微生物が存在することが明らかとなった。これら脂質の濃度と全有機炭素量(TOC量)の間に正の相関が見られたことから、TOC量が古細菌やメタン菌のバイオマスを支配する重要な因子であることが推察された。脂質濃度から古細菌の細胞数を概算した結果、泥質堆積物中の古細菌数は10^6 cells g^<-1> dry sedimentと見積もられた。また脂質組成から、全古細菌バイオマスに対するMethanosarcinales目に属するメタン菌のバイオマスの割合は約1割に相当し、その細胞数は10^5 cells g^<-1> dry sedimentと見積もられた。2.南海トラフメタン冷湧水域表層堆積物中の古細菌脂質バイオマーカー分析南海トラフにおけるメタン冷湧水域の表層堆積物中の脂質バイオマーカーについて分析した結果、アーキオールやヒドロキシアーキオールなどのジエーテル脂質や、テトラエーテル脂質の一部であったC_<40>イソプレノイド化合物などを検出した。これらの組成や鉛直分布の特徴から、さらには-100‰を下回る著しく軽い安定炭素同位体比を持つことなどから、これらの脂質バイオマーカーが、表層堆積物中において嫌気的にメタンを消費していたメタン菌に主に由来していることが判明した。

メタンハイドレートが大量に賦存する南海トラフ堆積物中でのメタン菌の活動の実態やその条件を解明することを目的とし、海底表層及び深部堆積物中のメタン菌由来の脂質バイオマーカーの有機地球化学的分析を行った。1.南海トラフ深部堆積物中の古細菌脂質バイオマーカー分析基礎試錐「東海沖〜熊野灘」で採取されたコア堆積物試料について脂質分析を行った結果、古細菌やメタン菌に特有な脂質バイオマーカーであるアーキオールやヒドロキシアーキオール、2,6,10,15,19-ペンタメチルイコサンが、表層から深度400mの間のほとんどの深度において検出されたことから、堆積物中にそれらの微生物が存在することが明らかとなった。これら脂質の濃度と全有機炭素量(TOC量)の間に正の相関が見られたことから、TOC量が古細菌やメタン菌のバイオマスを支配する重要な因子であることが推察された。脂質濃度から古細菌の細胞数を概算した結果、泥質堆積物中の古細菌数は10^6 cells g^<-1> dry sedimentと見積もられた。また脂質組成から、全古細菌バイオマスに対するMethanosarcinales目に属するメタン菌のバイオマスの割合は約1割に相当し、その細胞数は10^5 cells g^<-1> dry sedimentと見積もられた。2.南海トラフメタン冷湧水域表層堆積物中の古細菌脂質バイオマーカー分析南海トラフにおけるメタン冷湧水域の表層堆積物中の脂質バイオマーカーについて分析した結果、アーキオールやヒドロキシアーキオールなどのジエーテル脂質や、テトラエーテル脂質の一部であったC_<40>イソプレノイド化合物などを検出した。これらの組成や鉛直分布の特徴から、さらには-100‰を下回る著しく軽い安定炭素同位体比を持つことなどから、これらの脂質バイオマーカーが、表層堆積物中において嫌気的にメタンを消費していたメタン菌に主に由来していることが判明した。