大気を経由した陸起源物質の海洋生態系への影響と海洋生物からの大気組成への応答

陆地物质通过大气对海洋生态系统的影响以及海洋生物对大气成分的反应

• 批准号: 04J04097
• 负责人: 笹川 基樹
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-04J04097/
• 关键词: メタンパラドックス; 溶存メタン; 沈降粒子; セジメントトラップ; 動物プランクトン; 安定炭素同位体比; 鉄散布実験; メタン; 一酸化炭素; 非メタン炭化水素; 二次生成エアロゾル; 一酸化二窒素; 海霧

外洋域の亜表層(100m以浅)の過飽和メタンの起源・挙動を明らかにするために、北西部北太平洋における研究航海(KH04-3次航海)で海水試料・セジメントトラップ試料・動物プランクトン試料を採取し、各試料中の溶存メタンの濃度・炭素同位体比(δ^<13>C)を測定した。海水試料は大気平衡の値と比較して最高12%過飽和であり、炭素同位対比は大気平衡の値(-47‰)より重かった(最高-38.4‰)。これは現場で^<13>Cに富んだメタンが付加したためと考えられる。動物プランクトン内のメタン炭素同位対比は微生物起源メタンの報告値と一致する値であった(-50‰以下)。一方、セジメントトラップで採取した沈降粒子からのメタン炭素同位対比は微生物起源メタンの値より重く、海水中の過飽和分メタンの炭素同位体比と深度毎に一致した。これは沈降粒子から漏出したメタンが海洋亜表層のメタン過飽和の原因になっていることを示唆している。沈降粒子からのメタン炭素同位対比が微生物起源メタンの従来の報告値より重い理由は、基質の枯渇やメタンの生成経路だけでは説明が付かず、沈降粒子内の酸化還元境界におけるメタン酸化によって^<12>Cが消費されるためと考えられる。今回求められた粒子からのメタン炭素同位対比とメタン酸化時の同位体分別係数の報告値を用いて、メタンの酸化率を求めると、深度100mまでに最低でも62%のメタンが酸化されていたと計算された。これは海洋の酸化還元環境の微少な変化によっても、海洋から大気へのメタン放出が激変する可能性を示している。

为了阐明在露天海洋中的地下（较浅）中超饱和甲烷的起源和行为，在北太平洋西北太平洋（KH04-3rd Voyage）的研究中收集了海水样品，沉积物陷阱样品和浮游动物样品，并分散了浓度和碳径流（;与大气平衡值相比，海水样品的过饱和度高达12％，并且碳同位素比较比大气平衡值（-47‰）重（最高-38.4‰）。这被认为是由于在现场添加了富含 ^<13> C的甲烷。浮游动物中的甲烷碳同位素是与微生物起源甲烷的报告值一致的值（-50‰）。另一方面，从沉积物陷阱收集的沉积物颗粒的甲烷碳同位素比较比微生物起源的甲烷值重，并且与每个深度在海水中超饱和甲烷的碳同位素比率相吻合。这表明从沉积颗粒中泄漏的甲烷是导致海洋地下中甲烷过饱和的。从沉降颗粒的甲烷碳同位素比以前报道的微生物 - 原始甲烷值重的原因被认为是因为底物的耗竭和单独的甲烷形成的途径无法解释，并且 ^<12> C被固定颗粒内的甲烷氧化而消耗。利用本研究中获得的颗粒的甲烷碳同位素的报道值以及在甲烷氧化过程中的同位素分级系数，计算出甲烷的氧化速率，以表明至少有62％的甲烷已被100 m的深度氧化。这表明，即使是海洋氧化还原环境的微小变化也可能会大幅度地将甲烷从海洋变为大气。

项目成果

Relative contribution of chemical composition to acidification of sea fog (stratus) over the northern North Pacific and its marginal seas

• DOI: 10.1016/j.atmosenv.2004.11.039
• 发表时间: 2005-03-01
• 期刊: ATMOSPHERIC ENVIRONMENT
• 影响因子: 5
• 作者: Sasakawa, M;Uematsu, M
• 通讯作者: Uematsu, M