冥王代モダンアナログである蛇紋岩熱水系における無機的な有機合成メカニズムの解明

阐明蛇纹岩热液系统中的无机-有机合成机制，这是冥古宙时代的现代模拟

• 批准号: 15J09216
• 负责人: 須田 好
• 金额: $ 1.24万
• 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 JSPS Fellows
• 财政年份: 2015
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2015-04-24 至 2017-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15J09216/
• 关键词: 蛇紋岩熱水系; 炭化水素; 分子内同位体分析; 炭素安定同位体

蛇紋岩熱水系では、岩石と水の反応で形成される高水素濃度環境が非生物的な有機合成を促進することが期待されており、生命の化学進化の観点から注目されている。しかしながら、蛇紋岩熱水系で観測される最も単純な有機化合物ですら、その具体的な生成機構は明らかでない。本研究では、炭化水素の生成機構の解明を目的として、陸上の蛇紋岩温泉（長野県の白馬八方温泉）において主に炭素の安定同位体比を利用した解析を行った。前年度までの研究で、白馬八方温泉に含まれる炭素数1-5までの炭化水素の炭素同位体組成、およびプロパン（C3H8）の分子内炭素同位体組成のデータを得た。今年度はこれらのデータに基づいて、蛇紋岩温泉における炭化水素の生成機構を考察した。直鎖状の炭化水素に着目すると、炭素同位体比と炭素数の逆数との間に直線的相関関係があることが分かった。そこで本研究では、この観測された炭素同位体分布を説明しうる炭化水素の重合モデルを開発し、理論的な手段を取り入れて一般化を図った。炭素同位体比の直線的相関関係は、C1化合物（炭素原子を一つ含む炭素化合物）がある一定の同位体分別で連続的に付加することで長鎖の炭化水素が生成されると仮定すると、うまく説明することができる。また、白馬八方温泉の炭化水素と同様の同位体的特徴は、深海底の蛇紋岩熱水系でも報告されており、本研究の重合モデルを当てはめられることが分かった。このことから、白馬八方温泉における炭化水素の生成機構は、蛇紋岩熱水系で一般的に起こりうる事象であると考えられる。また、分子内レベルまで拡張した議論を行うことで、分子レベルの同位体情報では識別できない、より詳細な重合過程を見分けられることが示唆された。分析確度の評価や実験による検証などを行う必要があるが、この分子内同位体組成を用いた識別方法は、天然炭化水素の起源を推定する上で将来的に有力な手段になると考えられる。

Serpentine hydrothermal systems are expected to form in environments with high water concentrations and promote abiotic organic synthesis. The most pure organic compounds detected in serpentine hydrothermal systems and the specific mechanisms for their formation are clearly identified. In this study, we analyzed the mechanism of carbon formation and the stable isotope ratio of carbon in the serpentine hot spring on land (Nagano hot spring). In the previous year, the carbon isotope composition of carbon atoms containing carbon number 1-5 and the molecular carbon isotope composition of carbon atoms (C3H8) were obtained. This year, the mechanism of carbonizing water in serpentine hot spring was investigated. The linear correlation between carbon isotope ratio and carbon number inverse In this study, the distribution of carbon isotopes was explained, and the theoretical methods were generalized. The linear correlation between carbon isotope ratio and C 1 compound (carbon atom and carbon compound containing carbon atom) is described in detail. The characteristics of carbon isotope isoforms in Baima Baifang Hot Spring and serpentinites from deep sea floor are reported. The coincidence of these isoforms in this study is reported. The mechanism of carbonizing water element generation in Baima Baifang Hot Spring is the general phenomenon of serpentine hydrothermal system. The molecular isoform information of the molecular isoform is identified, and the detailed coincidence process is described. Analytical accuracy evaluation, identification, identification.

项目成果

蛇紋岩を母岩とする白馬八方温泉の炭化水素の起源：分子および分子内炭素同位体分析

白马八方温泉主岩为蛇纹岩的碳氢化合物的起源：分子和分子内碳同位素分析

• 发表时间: 2016
• 作者: 須田好;上野雄一郎;Alexis Gilbert;吉田尚弘
• 通讯作者: 吉田尚弘

Measurement of position-specific 13C isotopic composition of propane at the nanomole level

• DOI: 10.1016/j.gca.2016.01.017
• 发表时间: 2016-03-15
• 期刊: GEOCHIMICA ET COSMOCHIMICA ACTA
• 影响因子: 5
• 作者: Gilbert, Alexis;Yamada, Keita;Yoshida, Naohiro
• 通讯作者: Yoshida, Naohiro

Origins of Hydrocarbons in On‒land Serpentinization Fields and Insights into Hadean Hydrothermal Systems: Systematic Study using Stable Isotopes

陆上蛇纹石化场中碳氢化合物的起源和对冥古宙热液系统的见解：使用稳定同位素进行系统研究

• DOI: 10.14934/chikyukagaku.50.247
• 发表时间: 2016
• 期刊: Chikyukagaku
• 作者: Yonamine Yusuke;Suzuki Yuta;Ito Takuro;Miura Yoshiko;Goda Keisuke;Ozeki Yasuyuki;Hoshino Yu;百木漠;須田 好
• 通讯作者: 須田 好

Isotopic study of hydrocarbons from on-land serpentinite-hosted hot spring in Hakuba Happo, Japan

日本白马八方陆上蛇纹岩温泉中碳氢化合物的同位素研究

• 发表时间: 2015
• 作者: Suda;K.;Gilbert;A.;Ueno;Y.
• 通讯作者: Y.

Molecular and intramolecular 13C isotopic study of hydrocarbons in serpentinite-hosted spring, Japan

日本蛇纹岩泉中碳氢化合物的分子和分子内 13C 同位素研究

• 发表时间: 2016
• 作者: Suda;K.;Gilbert;A.;N. Yoshida;Ueno;Y.
• 通讯作者: Y.