初期地球蛇紋岩熱水作用の海水組成に与える影響とその寄与率の推定

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太古代の地質記録などから、当時の大気海洋のCO2濃度が高く、現在とは異なる表層環境であったとされる。本課題では、現在と異なる太古代の表層環境での蛇紋岩熱水組成の解明とその熱水が海洋に与えた影響を、水-岩石反応をモニターする熱水実験、フェリハイドライトへ吸着する際のMg同位体比分別を決定する室内実験、及び太古代縞状鉄鉱床の分析を通じ、Mg同位体を媒介として定量的に明らかにすることを目的としている。本年度は、後者の太古代海水中のMg同位体比を復元すべく、当時形成した縞状鉄鉱床の利用を見据え、その主成分であるフェリハイドライトに吸着するMgの吸着率のpH依存性の理解を目指した。まず、吸着実験で使用するフェリハイドライトを水溶液中で合成した。合成後、ヘマタイトなどの別の鉄を含む鉱物への変質を防ぐために真空凍結乾燥を行った。次に、吸着率のpH依存性を理解するため、様々pH条件下でMg塩を溶かした水溶液に合成フェリハイドライトを加え、Mgのフェリハイドライトに対する吸着率を求める固液分配実験を実施した。実験中に、溶液の逐次サンプリングを行い、溶液に含まれるMgの定量をICP-MSを用いて行った。その結果、吸着率は酸性側では低く、pHが8前後で急激に増加し、アルカリ性側では高い吸着率を示すことが明らかになった。このことは、太古代の海水が弱酸性であることを考慮すると、Mgのフェリハイドライトへの吸着は比較的少なかったことを示唆している。