表層型ガスハイドレートの形成・分解に関わる海底環境の変動解析

• Project/Area Number: 16J02710
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Environmental dynamic analysis
• Research Institution: Chiba University
• Principal Investigator: 尾張 聡子 千葉大学, 大学院理学研究科, 特別研究員(DC1)
• Project Period (FY): 2016-04-22 – 2019-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2018)
• Budget Amount: ¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000); Fiscal Year 2018: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 2017: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 2016: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
• Keywords: ガスハイドレート / ヨウ素 / 間隙水 / 放射性ヨウ素同位体 / 放射性ヨウ素同位体年代法 / 国際深海掘削計画 / 沈み込み帯 / 地球化学 / OsmoSampler / 表層型ガスハイドレート / 浸透圧式長期連続採水器 / オスモサンプラー / 時系列解析 / 日本海 / スマトラ沈み込み帯

Outline of Annual Research Achievements

本年度は表層型ガスハイドレートが発達する日本海東縁，深層型ガスハイドレートが発達するニュージーランドヒクランギ沈み込み帯，ガスハイドレートの発達しないスンダ海溝で採取した深海掘削コアを対象に，間隙水溶存ヨウ素濃度と，ヨウ素同位体比(129I/I)を測定した．放射性ヨウ素が1250万年の長半減期を持つことを利用し，同位体比からヨウ素年代を算出し，間隙水溶存メタンの起源や移動経路を明らかにし，ガスハイドレートの形成に関わる間隙水の役割を考察した．
日本海では古い流体が海底直下まで上昇していることが明らかとなり，古い流体はガスチムニー構造と呼ばれるメタンガスを多く含んだ流体を運ぶ効率的な供給通路を通じて運ばれており，ガスチムニー内にはガスハイドレートが発達しやすい環境となっていることを明らかにした．ヒクランギ沖は日本海東縁よりもやや弱いメタンフラックスであったが，海底直下まで付加体に由来する古い流体が運ばれてきており，この流体はデコルマなどの断層を通じて古い流体が上昇してきていることを示す．またガスハイドレート含有層と非含有層で同様のヨウ素年代が示されたことから，付加体に由来する，高い濃度のヨウ素やメタンを含む間隙水が，断層を通じて多量に供給されているため，安定領域内であれば，ガスハイドレートが容易に形成される環境であることが示唆される．スマトラ沖では，ガスチムニーや断層などの特殊な流体の経路が発達しない代わりに，透水性の高い砂層が発達する深度でのみ，古いヨウ素年代がみられ，砂層に沿って起源の異なる流体が流入していることが示された．それ以外の深度では，浅部(若い)のヨウ素と深部(古い)ヨウ素が混合した結果，浅部に向かってヨウ素の年代が若くなる傾向がみられた．メタンフラックスは低く，安定領域内であってもガスハイドレートが形成できるほどのメタンが存在しない環境であることが示唆される．

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Long-term, continuous OsmoSampler results for interstitial waters from an active gas venting site at a shallow gas hydrate field, Umitaka Spur, eastern margin of the Japan Sea (2019)
  • Author(s): Satoko Owari, Hitoshi Tomaru, Ryo Matsumoto
  • Journal Title: Applied Geochemistry Volume: 104 Pages: 25-32
  • DOI: 10.1016/j.apgeochem.2019.03.011
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Release of mineral-bound water prior to subduction tied to shallow seismogenic slip off Sumatra (2017)
  • Author(s): Hupers, A., Torres, M., Owari, S. and the Expedition 362 Scientists including H. Mukoyoshi
  • Journal Title: Science Volume: 356 Issue: 6340 Pages: 841-844
  • DOI: 10.1126/science.aal3429
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Understanding Himalayan erosion and the significance of the NicobarFan (2017)
  • Author(s): McNeill, L., Dugan, B., Backman, J. and the Expedition 362 Scientists including H. Mukoyoshi
  • Journal Title: Earth and Planetary Science Letters Volume: 475 Pages: 134-142
  • DOI: 10.1016/j.epsl.2017.07.019
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Gas hydrate estimates in muddy sediments from the oxygen isotope of water fraction (2017)
  • Author(s): Kano Akihiro、Miyahara Reina、Yanagawa Katsunori、Mori Taiki、Owari Satoko、Tomaru Hitoshi、Kakizaki Yoshihiro、Snyder Glen、Shimono Takaya、Kakuwa Yoshihiro、Matsumoto Ryo
  • Journal Title: Chemical Geology Volume: 470 Pages: 107-115
  • DOI: 10.1016/j.chemgeo.2017.08.027
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Presentation] Preliminary results from IODP Exp. 372 Creeping Gas Hydrate Slides and Hikurangi LWD (2018)
  • Author(s): 尾張 聡子，IODP Exp. 372乗船研究者
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2018 年大会
• [Presentation] 国際深海科学掘削計画 第372航海：ニュージーランド ヒクランギ沖ガスハイドレート掘削調査報告 (2018)
  • Author(s): 尾張聡子
  • Organizer: 第27回日本エネルギー学会大会
• [Presentation] TIME-SERIES ANALYSYS OF INTERSTITIAL WATERS COLLECTED BY OSMOSAMPLER IN SHALLOW GAS HYDRATE FIELD, EASTERN MARGIN OF THE JAPAN SEA (2018)
  • Author(s): Satoko Owari, Hitoshi Tomaru, Ryo Matsumoto
  • Organizer: The 20th International Sedimentological Congress
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] スマトラ沈み込み帯における放射性ヨウ素同位体年代法による海洋堆積物間隙水の移動 (2018)
  • Author(s): 尾張聡子，戸丸仁
  • Organizer: 第21回AMSシンポジウム
• [Presentation] IODP Exp.372 Creeping Gas Hydrate Slides and Hikurangi LWD調査報告 (2018)
  • Author(s): 尾張聡子，Marta Torres，IODP Exp.372乗船研究者
  • Organizer: 表層型メタンハイドレート・フォーラム2017年度研究成果報告会
• [Presentation] Continuous sampling and analysis of pore waters using OsmoSampler in methane venting sites (2017)
  • Author(s): Satoko Owari, Hitoshi Tomaru, Ryo Matsumoto
  • Organizer: 鳥取国際メタンハイドレートフォーラム
  • Place of Presentation: とりぎん文化会館(鳥取県・鳥取市)
  • Year and Date: 2017-03-15
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] IODP Exp.362 Preliminary results of Inorganic geochemistry (2017)
  • Author(s): Satoko Owari, Exp.362 Scientists
  • Organizer: 炭酸塩コロキウム2016年大会
  • Place of Presentation: 東北大学川渡セミナーセンター(宮城県・大崎市)
  • Year and Date: 2017-03-08
• [Presentation] High resolution time-series analysis of interstitial waters using OsmoSampler at gas venting site in the eastern margin of the Japan Sea (2017)
  • Author(s): Satoko Owari, Hitoshi Tomaru, Ryo Matsumoto
  • Organizer: 9th International Conference in Gas Hydrates
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Time-series analysis of pore waters collected by OsmoSampler from the perspective of gas venting strength in shallow gas hydrate field, Japan Sea (2017)
  • Author(s): 尾張聡子，戸丸仁，亀田遼平，松本良
  • Organizer: 日本地球惑星科学 連合2017 年大会
• [Presentation] Preliminary results of interstitial water geochemistry from IODP Expedition 362: Subduction inputs to the Sumatra subduction zone (2017)
  • Author(s): 尾張聡子，Marta Torres，Andre Hupers，Lisa McNeill，Brandon Dugan，Katerina Petronotis，IODP Expedition 362 scientists
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2017 年大会
• [Presentation] Constraints of gas venting activity for the interstitial water geochemistry at the shallow gas hydrate site, eastern margin of the Japan Sea; results from high resolution time-series fluid sampling by OsmoSampler (2016)
  • Author(s): Satoko Owari, Hitoshi Tomaru, Ryo Matsumoto
  • Organizer: American Geophysics Union Fall meeting 2016
  • Place of Presentation: モスコンセンター (カリフォルニア州・サンフランシスコ)
  • Year and Date: 2016-12-16
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Long term and continuous sampling of interstitial waters by OsmoSampler from active venting sites of shallow gas hydrate field, Umitaka Spur, eastern margin of Japan Sea (2016)
  • Author(s): 尾張聡子，戸丸仁，松本良
  • Organizer: Goldschmidt2016
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜(神奈川県・横浜市)
  • Year and Date: 2016-06-30
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Time-series analysis of pore water from shallow gas hydrate area on the Umitaka Spur, Japan Sea (2016)
  • Author(s): 尾張聡子，戸丸仁，松本良
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2016年大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ(千葉県・千葉市)
  • Year and Date: 2016-05-23