Understanding iodine enrichment in gas chimney structures on the eastern margin of the Japan Sea

• Project/Area Number: 20K15216
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 31020:Earth resource engineering, Energy sciences-related
• Research Institution: Tokyo University of Marine Science and Technology
• Principal Investigator: 尾張 聡子 東京海洋大学, 学術研究院, 助教 (50846350)
• Project Period (FY): 2024-01-17 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2023: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000); Fiscal Year 2022: ¥130,000 (Direct Cost: ¥100,000、Indirect Cost: ¥30,000); Fiscal Year 2021: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000); Fiscal Year 2020: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
• Keywords: ヨウ素 / メタン / ガスチムニー / ガスハイドレート / 間隙水 / 日本海 / ピストンコア / サブボトムプロファイラ / 海底堆積物 / 東京湾 / 断層 / 海洋堆積物 / ヨウ素フラックス / コアリング

Outline of Research at the Start

人類が生きる上で永続的に必要な資源であるヨウ素は，日本とチリでその多くが賄われている．地球上に不均質に分布するヨウ素鉱床であるが，現在生産されているヨウ素鉱床からヨウ素を得ることができなければ，人類はどのような場所からヨウ素を利用できるだろうか．そこで本研究は次世代のヨウ素鉱床になりうる海底下の地質構造「ガスチムニー構造」に着目し，ガスチムニー構造がどれほどヨウ素を濃集させるのか，採泥による堆積物間隙水の地化学分析から評価する．

Outline of Annual Research Achievements

本研究の調査対象である海底地下構造「ガスチムニー」の位置と規模、構造内のヨウ素フラックスを明らかにするため、サブボトムプロファイラを用いた音響調査と柱状採泥を計画した。日本海の石川、新潟、山形県沖で6地点の採泥とし、各点において直行する音響探査測線を選定した。海洋調査にかかり、関連県の水産課、漁業協同組合連合会、漁協支所、総合支庁、海上保安庁、経済産業省への許可申請と周知を行った。本年度はヒートフロー型と標準型のピストンコアの吊下げ試験を行い、ワイヤ長、ワイヤテンションの確認を行った。ガスチムニー海域では、ガスハイドレートに関連する崩壊地形が発達する。海域の水深、急崖、地形の凹凸に合わせた仕様で高精度データを取得できるよう、サブボトムプロファイラのテストを行った。しかし、コロナウィルスの再拡大の影響を受け、採泥調査が実施直前に中止となった。ガスチムニー上での採泥と音響探査を実施できる船舶が限られていたため、年度内の他航海での調査実施は不可能であった。また、日本学術振興会海外特別研究員としての渡航に伴い、2022年11月より本課題を一時中断したため、10月までの研究成果である。
本年度は、スウェーデンリンネ大学との共同研究として、ガスチムニーが分布しない地中海から得られた、間隙水試料のヨウ素濃度を測定した。ガスチムニーの発達しない海域ではあるが、ヨウ素フラックスは日本海に匹敵するほど高く、ガスチムニーの有無に関わらず、地中海は海底下のヨウ素フラックスが高い海域として特徴づけられる。これらのデータは、ガスチムニーがヨウ素の濃縮や移動効率へどのように貢献しているか、定量的に明らかにするための比較（ベースライン）として用いる予定である。今後、調査対象域において、音響調査にてガスチムニーの場所を特定し、採泥からガスチムニー内のヨウ素フラックス、その濃縮効率を明らかにする必要がある。

Research Products

• [Int'l Joint Research] Linnaeus University(スウェーデン)
• [Int'l Joint Research] リンネ大学(スウェーデン)
• [Journal Article] Iodine and bromine distribution in interstitial waters from subduction input sediments (2022)
  • Author(s): Satoko Owari
  • Journal Title: Proceedings of the International Ocean Discovery Program Volume: -
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Extraction methods for chemical speciation of iodine in seawater (2022)
  • Author(s): Oi Mayu, Satoko Owari
  • Organizer: MALT Joint seminar
• [Presentation] Geochemistry of iodine dissolved in interstitial water of marine surface sediment in Tokyo Bay (2022)
  • Author(s): Nagisa Suzuki, Satoko Owari
  • Organizer: MALT Joint seminar
• [Presentation] ヒクランギ沈み込み帯におけるガスハイドレートの起源：放射性ヨウ素同位体年代法の適用 (2021)
  • Author(s): 尾張聡子、戸丸仁
  • Organizer: 日本地球化学会
• [Presentation] 海水・海洋堆積物間隙水中のヨウ素 (2021)
  • Author(s): 尾張聡子
  • Organizer: GEOTRACES-Japanシンポジウム