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水-岩石反応実験と炭素循環シミュレーションによる地球初期二酸化炭素圧の推定

Research Project

Project/Area Number 24340138
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypePartial Multi-year Fund
Section一般
Research Field Geochemistry/Astrochemistry
Research InstitutionTokyo Gakugei University

Principal Investigator

鹿園 直建  東京学芸大学, 教育学部, 研究員 (10011751)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 加藤 泰浩  東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40221882)
Project Period (FY) 2012-04-01 – 2015-03-31
Project Status Declined (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥17,420,000 (Direct Cost: ¥13,400,000、Indirect Cost: ¥4,020,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2013: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2012: ¥12,220,000 (Direct Cost: ¥9,400,000、Indirect Cost: ¥2,820,000)
Keywords二酸化炭素 / 水-岩石反応 / 炭素循環
Research Abstract

地球初期(始生代)表層環境(二酸化炭素分圧・酸素分圧・メタン分圧)の推定については活発な議論が行われているが、未だに決着がついていない。一般的に、地球表層環境に及ぼす各気体分圧の影響が大きいと認められているにも関わらず、実際の研究でその関係を確認できていないためである。本研究の目的はこの点を確認することにあって、平成26年度の内容は以下のようにまとめることができる。
①玄武岩-海水-二酸化炭素反応の実験:平成24年度から継続してきた二酸化炭素反応実験装置による溶解実験を行った。本年度は主として島弧および海嶺玄武岩試料に対するCO2・H2Oの反応実験を行った。25年度における反応条件(CO2分圧=0,1,5MPa, 反応温度=40℃)は変更せず、撹拌翼を用いた気液混合効果について検討した。その結果、撹拌が反応律速において効果的であることが分った。
②玄武岩の種類による溶解速度定数の検討:前年度の実験で開放系(流通系)と閉鎖系(バッチ系)で溶解速度が異なることが分かっている。富士山系玄武岩(島弧玄武岩)で水-岩石反応を閉鎖系で行った場合、k=10-11.7(25℃、pH=6~7)となり、開放系のk=10-10.7(25℃、pH=6~7)と大きく異なる。これはpHと温度による差異と結論できる。
③水素イオン濃度と溶解速度反応の実験:一般に、水溶液と水素イオン濃度の関係は化学反応における溶解度律速論として論じられており、特に、水‐岩石反応では中性域において顕著な変化をもたらすと言われている。このため、今回は水溶液のpHを6.9~7.2に保持しながら実験を行った。その結果、島弧玄武岩の溶解速度は海嶺玄武岩よりも大きい事が分った。

Current Status of Research Progress
Reason

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2013 Annual Research Report
  • 2012 Annual Research Report
  • Research Products

    (16 results)

All 2014 2013 2012

All Journal Article (12 results) (of which Peer Reviewed: 8 results) Presentation (1 results) Book (3 results)

  • [Journal Article] Fractionation and deposition of indium and arsenic from the Kusatsu and Tamagawa acidic hot springs, Japan: Possible man-made analogues for rare metal concentrations onto lake beds?2013

    • Author(s)
      Yasumasa Ogawa, Daizo Ishiyama, Naotatsu Shikazono, Kenta Iwane, Masahiro Kajiwara1, and Noriyoshi Tsuchiya
    • Journal Title

      Economic Geology

      Volume: 108 Pages: 1641-1656

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Journal Article] Ore-forming Ages and Sulfer Isotope Study of Hydrothermal Deposits in Kamchatka, Russia2013

    • Author(s)
      Ryohei TAKAHASHI, Hiroharu MATSUEDA, Victor, M. OKRUGIN, Naotatsu SHIKAZONO, Shuji ONO, Akira IMAI, Elena D. ANDREEVA and Koichiro WATANABE
    • Journal Title

      Resource Geology

      Volume: 63(2) Pages: 210-223

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Journal Article] Evidence for Enhanced Matrix Diffusion in Geological Environment2013

    • Author(s)
      Kiminori SATO, Koichiro FUJIMOTO, Masataka NAKATA and Naotatsu SHIKAZONO
    • Journal Title

      Journal of the Physical of Japan

      Volume: 82(2013)

    • NAID

      210000132367

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Journal Article] Evidence for Enhanced Matrix Diffusion in Geological Environment2013

    • Author(s)
      Kiminori SATO, Koichiro FUJIMOTO, Masataka NAKATA and Naotatsu SHIKAZONO
    • Journal Title

      Journal of the Physical Society of Japan

      Volume: 82

    • NAID

      210000132367

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Geological, geochemical and social scientific assessment of basaltic aquifers as potential storage sites for CO_22013

    • Author(s)
      Takaya, Y., K. Nakamura and Y. Kato
    • Journal Title

      Geochemical Journal

      Volume: (in press)

    • NAID

      10031195570

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Sources, spatial variation, and speciation of heavy metals in sediments of the Tamagawa River in Central Japan2012

    • Author(s)
      N, Shikazono, K, Tatewaki, K, M, Mohiuddin, T, Nakano, H, M, Zakir
    • Journal Title

      Environmental Geochemistry Health

      Volume: 34 Pages: 13-26

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Experimental Determination of Effective Porosity Based on Specific Capacity under Controlled Conditions in a Laboratory2012

    • Author(s)
      Wilkinson, J, M, and Shikazono, N.
    • Journal Title

      International Journal of Applied Environmental

      Volume: 7 (3) Pages: 297-306

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The role of hydrous ferric oxide precipitation in the fractionation of arsenic, gallium, and indium during the neutralization of acidic hot spring water by river water in the Tama River watershed, Japan2012

    • Author(s)
      Yasumasa Ogawa, Daizo Ishiyama, Naotatsu Shikazono, Kenta Iwane, Masahiro Kajiwara, Noriyoshi Tsuchiya
    • Journal Title

      Geochim. Cosmochim. Acta

      Volume: 86, 1 Pages: 367-383

    • DOI

      10.1016/j.gca.2012.03.009

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A New Method to Calculate Effective Porosity Based on Specific Capacity Data from Drillers' Logs2012

    • Author(s)
      James Wilkinson, Naotatsu Shikazono
    • Journal Title

      International Journal of Applied Environmental

      Volume: 7 (3) Pages: 349-362

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Interpretation of Mineral Zoning in Submarine Hydrothermal Ore Deposits in Terms of Coupled Fluid Flow-precipitation Kinetics Model2012

    • Author(s)
      Shikazono, N., Kawabe, H. and Ogawa, Y.
    • Journal Title

      Resource Geology

      Volume: 62 (3) Issue: 4 Pages: 353-368

    • DOI

      10.1111/j.1751-3928.2012.00201.x

    • NAID

      10031117847

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] ハワイ南東方沖におけるレアアース泥の資源ポテンシャル評価2012

    • Author(s)
      大田隼一郎・藤永公一郎・高谷雄太郎・加藤泰浩
    • Journal Title

      資源地質

      Volume: 62 Pages: 197-209

    • NAID

      10031141221

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] レアアース泥の開発技術と経済性評価2012

    • Author(s)
      阿部和彦・渡辺大輝・藤永公一郎・加藤泰浩・中村拓樹・山崎哲生
    • Journal Title

      第23回海洋工学シンポジウム論文集

      Volume: (CD-ROM) Pages: 8-8

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 玄武岩を用いた水 岩石 CO_2反応の解析と応用2012

    • Author(s)
      鹿園直建
    • Organizer
      日本地球化学会
    • Place of Presentation
      九州大学箱崎キャンパス
    • Year and Date
      2012-09-13
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Book] Geochemistry of Earth System2014

    • Author(s)
      Naotatsu Shikazono
    • Total Pages
      220
    • Publisher
      Springer Japan
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Book] 金属資源から見たジオ多様性、ジオパークを楽しむ本2013

    • Author(s)
      鹿園直建ほか
    • Total Pages
      194
    • Publisher
      オーム社
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Book] 水資源の科学2012

    • Author(s)
      鹿園直建
    • Total Pages
      166
    • Publisher
      オーム社
    • Related Report
      2012 Annual Research Report

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Published: 2012-04-24   Modified: 2019-07-29  

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