沈み込み帯におけるメタン・水の循環モデルへのヨウ素同位体年代法の応用

海洋環境においてヨウ素は有機物との強い親和性を持つ。有機物とともに堆積し、埋没もしくは沈み込んだヨウ素は、有機物が続成分解する際にメタンなどの炭化水素とともに間隙水中に放出される。そのため海洋堆積物の間隙水のヨウ素濃度は海水に比べて2桁以上高い。また天然環境でヨウ素には安定同位体(^<127>I)のほか1570万年の半減期を持つ放射性同位体(^<129>I)が存在する。そのため間隙水中の^<129>I/^<127>I比を測定することによって、ヨウ素が取り込まれている有機物が海水から切り離された時間、すなわち堆積年代を決定することできる。ヨウ素をプロクシとしメタンや間隙水の移動過程に時間軸を組み込むことになり、水を通じた物質循環が活発な大陸縁辺域での物質移動量を定量化することが可能である。これまでの研究で海底での活発なメタンプルームや塊状メタンハイドレートの露出が観察されている上越沖の海域でヨウ素同位体比を測定し、メタンの起源となる有機物は日本海形成のごく初期に堆積したものであることを見出した。本年度は深部から供給されるメタン(ヨウ素)と現在堆積しつつある海洋有機物から供給されるヨウ素を区別し、より正確な年代決定が行えるよう、浅堆積物中での有機物続成過程の定量化を間隙水に溶存する酢酸の挙動から試みた。酢酸は有機物などからメタンが生成するための重要な前駆体であり、特にその炭素同位体組成はどのような反応が起きているのかを知るための重要な指標となる。これまでの研究成果からは、海底面直下では酢酸生成が、200cm以深ではメタン生成反応が卓越していることが明らかになった。また、酢酸生成は特に浅部で有機物の発酵分解が、やや深部で二酸化炭素の還元が起きていることが示唆された。

海洋環境においてヨウ素は有機物との強い親和性を持つ。有機物とともに堆積し、埋没もしくは沈み込んだヨウ素は、有機物が続成分解する際にメタンなどの炭化水素とともに間隙水中に放出される。そのため海洋堆積物の間隙水のヨウ素濃度は海水に比べて2桁以上高い。また天然環境でヨウ素には安定同位体(^<127>I)のほか1570万年の半減期を持つ放射性同位体(^<129>I)が存在する。そのため間隙水中の^<129>I/^<127>I比を測定することによって、ヨウ素が取り込まれている有機物が海水から切り離された時間、すなわち堆積年代を決定することできる。ヨウ素をプロクシとしメタンや間隙水の移動過程に時間軸を組み込むことになり、水を通じた物質循環が活発な大陸縁辺域での物質移動量を定量化することが可能である。これまでの研究で海底での活発なメタンプルームや塊状メタンハイドレートの露出が観察されている上越沖の海域でヨウ素同位体比を測定し、メタンの起源となる有機物は日本海形成のごく初期に堆積したものであることを見出した。本年度は深部から供給されるメタン(ヨウ素)と現在堆積しつつある海洋有機物から供給されるヨウ素を区別し、より正確な年代決定が行えるよう、浅堆積物中での有機物続成過程の定量化を間隙水に溶存する酢酸の挙動から試みた。酢酸は有機物などからメタンが生成するための重要な前駆体であり、特にその炭素同位体組成はどのような反応が起きているのかを知るための重要な指標となる。これまでの研究成果からは、海底面直下では酢酸生成が、200cm以深ではメタン生成反応が卓越していることが明らかになった。また、酢酸生成は特に浅部で有機物の発酵分解が、やや深部で二酸化炭素の還元が起きていることが示唆された。