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Is the methane reservoir in Titan methane hydrate?

Research Project

Project/Area Number 17K14422
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field Geochemistry/Cosmochemistry
Research InstitutionThe University of Tokushima

Principal Investigator

NOGUCHI Naoki  徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(理工学域), 助教 (50621760)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2019: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2018: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2017: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Keywordsメタンハイドレート / タイタン / 拡散 / 高圧 / 高圧氷 / メタン循環 / 振動分光 / 赤外分光 / ラマン分光 / 分子ダイナミクス / 赤外分光法 / ミッシングメタンリザーバ / 低温高圧
Outline of Final Research Achievements

Infrared (IR) absorption and Raman spectra of CH4 hydrate were measured under low temperature and high pressure in order to reveal the dynamics of CH4 in the phase-I (MH-I), -II (MH-II), and -III (MH-III) and their cage occupancies of CH4 and hydration numbers. For the IR spectra of MH-I, the bands due to ro-vibrational transition appeared in the wavenumber region of the CH stretching (ν3) mode of CH4 in the M cage below 40 K. It is the evidence for the quasi-rotor behavior of CH4. The ro-vibrational bands also were observed in the IR spectra of MH-II below 1.3 GPa. The shapes of the ν1 and ν3 band in the Raman and IR spectra of MH-II were drastically changed above 1.3 GPa. It suggests that the cage occupancy of the LL cage was changed from one to two by the dehydration at 1.3 GPa. The hydration number also changes from 5.36 ± 0.07 to 4.71 ± 0.22. The double occupied state in the LL cage may be realized by the formation of the dimer of CH4.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

タイタンの大気中には2%のメタンが含まれており、探査によって発見されているアミノ酸前駆物質の原料であると考えられている。そのため、タイタンのメタンの存在量を確定し、メタンの循環過程を解明することは分子進化速度を解明するうえで重要である。この研究の成果は、タイタンにおけるメタンのリーザバ(貯蔵庫)であるメタンハイドレートの存在量を見積もるのに必要な基礎的なデータを実験によって導出したことである。

Report

(4 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Research-status Report
  • 2017 Research-status Report
  • Research Products

    (15 results)

All 2020 2019 2018 2017

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results) Presentation (13 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Rheological property of H2O ice VI inferred from its self-diffusion: Implications for the mantle dynamics of large icy bodies2020

    • Author(s)
      N. Noguchi, T. Okuchi
    • Journal Title

      Icarus

      Volume: 335 Pages: 113401-113401

    • DOI

      10.1016/j.icarus.2019.113401

    • NAID

      120007126568

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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Pluto's ocean is capped and insulated by gas hydrates2019

    • Author(s)
      Shunichi Kamata, Francis Nimmo, Yasuhito Sekine, Kiyoshi Kuramoto, Naoki Noguchi, Jun Kimura, Atsushi Tani
    • Journal Title

      Nature Geoscience

      Volume: 印刷中

    • NAID

      120006767542

    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 赤外分光によるメタンハイドレート高圧相の分子ダイナミクス測定2020

    • Author(s)
      野口 直樹, 米澤 拓也, 横井 優, 徳永 友貴, 森脇 太郎, 池本 夕佳, 岡村 英一
    • Organizer
      第33回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
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  • [Presentation] Rheology of non-water ices inferred from diffusion coefficients: A compilation study2019

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      野口 直樹
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  • [Presentation] メタンハイドレートの自己拡散係数の測定2019

    • Author(s)
      米澤 拓也, 野口 直樹, 横井 優, 谷 篤史, 岡村 英一
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      第60回高圧討論会
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  • [Presentation] メタンハイドレートの回転準位の圧力依存性2019

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      横井 優, 野口 直樹, 米澤 拓也, 徳永 友貴, 森脇 太郎, 池本 夕佳, 谷 篤史, 岡村 英一
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      第60回高圧討論会
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  • [Presentation] 高圧下での氷の分子拡散ダイナミクス2019

    • Author(s)
      野口 直樹, 岡村 英一
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      米澤 拓也, 野口 直樹, 横井 優, 谷 篤史, 岡村 英一
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      2019年日本化学会中国四国支部大会 徳島大会
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  • [Presentation] 圧力によるメタンハイドレートの回転準位の変化2019

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      横井 優, 野口 直樹, 米澤 拓也, 徳永 友貴, 森脇 太郎, 池本 夕佳, 谷 篤史, 岡村 英一
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      2019年日本化学会中国四国支部大会 徳島大会
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  • [Presentation] High-pressure synthesis of doped black phosphrous2019

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      Naoki Noguchi, Yuki Fujii, Takahiro Saitoh and Hidekazu Okamura
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      MISASA 2019 & CMC "Origin, Evolution & Dynamics of the Earth & Planetary Interior"
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 低温高圧下におけるメタンハイドレートの赤外分光測定2018

    • Author(s)
      野口 直樹, 米澤 拓也, 横井 優, 徳永 友貴, 森脇 太郎, 池本 夕佳, 岡村 英一
    • Organizer
      第29回光物性研究会論文集
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  • [Presentation] メタンハイドレートの低温高圧下での赤外分光測定2018

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      野口 直樹, 米澤 拓也, 横井 優, 徳永 友貴, 森脇 太郎, 池本 夕佳, 岡村 英一
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  • [Presentation] 高圧下における高圧氷VI相の水素拡散係数の測定2018

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      米澤 拓也, 野口 直樹, 岡村 英一
    • Organizer
      第58回高圧討論会
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  • [Presentation] 原子拡散から探る氷とその高圧相のレオロジー2017

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      日本地球科学惑星連合2017年大会
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    • Author(s)
      野口 直樹, 奥地 拓生
    • Organizer
      第58回高圧討論会
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      2017 Research-status Report

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Published: 2017-04-28   Modified: 2021-02-19  

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