海底表層メタンハイドレート起源の化学的解析

2008 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19550077
• Research Institution: Kitami Institute of Technology
• Principal Investigator: 南 尚嗣 Kitami Institute of Technology, 工学部, 准教授 (40241426)
• Keywords: メタンハイドレート / 海底・湖底 / 生成起源 / 化学的解析 / 表層型メタンハイドレート

Research Abstract

海底面下数百mの深部に音波反射面を与え従来より研究対象とされてきた層序集積(Milkov and Sassen, 2002)のメタンハイドレート(MH)とは生成起源と生成過程が全く異なると考えられる海底面直下にMH濃集帯を作る表層型MHが近年海底からガスが湧出する場所で発見された(松本, 2009 ; 庄子, 2009 ; 南, 2009 ; 八久保, 2009)。これらのMHの違いは生成起源(水分子およびガス分子の起源)とその移動過程がMH集積に密接に関係することを示唆する。本研究では海底表層MH起源を化学的に解析することを目的に以下について研究を実施した。
(1) ロシア国サハリン沖および海底表層型MHとの比較をおこなう目的でロシア国バイカル湖において海底及び湖底表層堆積物中MH賦存に関する物理調査(音波探査等)及び表層型MH含有堆積物コアの採取をおこなった。
(2) 堆積物コア中MHは現場にて連続的にMH解離水を採取した。堆積物間隙水はガス分析用試料採取の後に現地にて採取した。試料は北見工業大学へ液体窒素温度で輸送した。
(3) 間隙水中溶存イオン濃度及び間隙水のδ^<18>OとδDの深度プロファイル、堆積物中含水率等の測定を通じて、イオン分布、海底下深部からのフリーガスフラックス及び気体が飽和した湧水について考察した。
(4) サハリン沖海底表層型MHの化学分析より、海底下深部からの気体状湧昇メタンが堆積鞠中から海水由来の水分子を抽出してMHを生成したことを明らかにした。
(5) サハリン沖海底表層型MH中メタンは二酸化炭素還元経路を経た微生物起源が主であるが、わずかな熱分解起源メタンの混入を否定できない。バイカル湖底表層型MHは泥火山域によっては最大15%程度のエタンを含み熱分解起源を示唆した。
(6) サハリン沖海底の湧出ストラクチャーにはガスのみを湧出するストラクチャーと、湧水を伴ったガスを湧出するストラクチャーが存在することを明らかにした。
今後も調査ストラクチャーを増やして検討することが表層型MH生成機構の解明には重要である。

Research Products

• [Journal Article] オホーツク海のメタンハイドレート含有層における間隙水の地球化学 (2009)
  • Author(s): 南尚嗣, ら
  • Journal Title: 地学雑誌 118 Pages: 194-206
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] オホーツク海のメタンハイドレートとプルーム (2009)
  • Author(s): 庄子仁, ら
  • Journal Title: 地学雑誌 118 Pages: 175-193
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] オホーツク海天然ガスハイドレートの同位体組成とその結晶特性 (2009)
  • Author(s): 八久保晶弘, ら
  • Journal Title: 地学雑誌 118 Pages: 207-221
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] オホーツク海および日本海に胚胎する表層型ガスハイドレート鉱床における間隙水のハロゲンと放射性ヨウ素同位体(^<129>I)の地球化学 (2009)
  • Author(s): 戸丸仁, ら
  • Journal Title: 地学雑誌 118 Pages: 194-206
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Crystallization of Authigenic Carbonates in Mud Volcanoes at Lake Baikal (2008)
  • Author(s): A. Krylov, ら
  • Journal Title: Geochemistry International 46 Pages: 985-995
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Chemical and isotopic characteristics of gas hydrate- and pore- water samples obtained from gas hydrate-bearing sediment cores retrieved from a mud volcano in the Kukuy canyon, Lake Baikal (2008)
  • Author(s): H. Minami, ら
  • Journal Title: Proceedings of the 6th International Conference on Gas Hydrates
• [Journal Article] Fromation process of structure I and II gas hydrates discovered in Kukuy, Lake Baikal (2008)
  • Author(s): A. Hachikubo, ら
  • Journal Title: Proceedings of the 6th International Conference on Gas Hydrates
• [Journal Article] Authigenic carbonates related to gas seepage structures in the Sea of Okhotsk (NE Offshore Sakhalin) : results from the CHAOS project (2008)
  • Author(s): A. Krylov, ら
  • Journal Title: Proceedings of the 6th International Conference on Gas Hydrates
• [Journal Article] Cage occupancies of natural gas hydrates encaging methane and ethane (2008)
  • Author(s): M. Kida, ら
  • Journal Title: Proceedings of the 6th International Conference on Gas Hydrates
• [Journal Article] Isotopic and chemical composition of gas hydrate water samples retrieved at mud volcanoes in Lake Baikal, Russia (2008)
  • Author(s): H. Minami, ら
  • Journal Title: Proceedings of the International Workshop in Modern Science and Technology Pages: 111-114
• [Presentation] バイカル湖底ガスハイドレート含有表層コア間隙水中の鉄及びマンガンの測定-2005-2007年調査結果- (2009)
  • Author(s): 田坂漿崇, ら
  • Organizer: 化学系学協会北海道2009年冬季研究表会
  • Place of Presentation: 北海道大学、札幌
  • Year and Date: 20090200
• [Presentation] Isotopic and chemical composition of gas hydrate water samples retrieved at mud volcanoes in Lake Baikal, Russia (2008)
  • Author(s): H. Minami, ら
  • Organizer: International Workshop in Modern Science and Technology
  • Place of Presentation: Harbin, China
  • Year and Date: 20081100
• [Presentation] Isotopic and chemical analyses of gas hydrate- and pore- water samples obtained from gas hydrate-bearing sediment cores retrieved from mud volcanoes in Lake Baikal (2008)
  • Author(s): H. Minami, ら
  • Organizer: 9^<th> International Conference on Gas in Marine Sediments
  • Place of Presentation: Bremen, Germany
  • Year and Date: 20080900
• [Presentation] Regional characteristics of isotopic composition of gas hydrates in Lake Baikal (2008)
  • Author(s): A. Hachikubo, ら
  • Organizer: 9^<th>International Conference on Gas in Marine Sediments
  • Place of Presentation: Bremen, Germany
  • Year and Date: 20080900
• [Presentation] Isotopic composition of gas hydrates obtained from offshore Sakhalin, the Sea of Okhotsk (2008)
  • Author(s): A. Hachikubo, ら
  • Organizer: 9^<th> International Conference on Gas in Marine Sediments
  • Place of Presentation: Bremen, Germany
  • Year and Date: 20080900
• [Presentation] Isotopic composition of dissolved inorganic carbon in the subsurface sedi ments of the gas hydrate-bearing mud volcanoes, Lake Baikal (2008)
  • Author(s): A. Krylov, ら
  • Organizer: 9^<th> International Conference on Gas in Marine Sediments
  • Place of Presentation: Bremen, Germany
  • Year and Date: 20080900
• [Presentation] Chemical and isotopic characteristics of gas hydrate- and pore- water sa mples obtained from gas hydrate-bearing sediment cores retrieved from a mud volcano in the Kukuy Canyon, Lake Baikal (2008)
  • Author(s): H. Minami, ら
  • Organizer: 6^<th> International Conference on Gas Hydrates
  • Place of Presentation: Vancouver, Canada
  • Year and Date: 20080700
• [Presentation] Authigenic carbonates related to gas seepage structures in the Sea of Okhotsk (NE Offshore Sakhalin) : results from the CHAOS project (2008)
  • Author(s): A. Krylov, ら
  • Organizer: 6^<th> International Conference on Gas Hydrates
  • Place of Presentation: Vancouver, Canada
  • Year and Date: 20080700
• [Presentation] バイカル湖底ガスハイドレート含有コア間隙水及びハイドレート水の化学/同位体分析 (2008)
  • Author(s): 南尚嗣, ら
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2008年大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ、千葉
  • Year and Date: 20080500
• [Presentation] バイカル湖底ガスハイドレート含有VER07表層コア間隙水中成分の化学分析 (2008)
  • Author(s): 大橋聖悟, ら
  • Organizer: 日本分析化学会第69回分析化学討論会
  • Place of Presentation: 名古屋国際会議場、名古屋
  • Year and Date: 20080500
• [Presentation] Formation process of structure I and II gas hydrates discovered in Kukuy, Lake Baikal (2008)
  • Author(s): A. Hachikubo, H. Sakagami, H. Minami,Y. Nunokawa, S. Yamashita, N. Takahashi, H. Shoji, M. Kida, A. Krylov, S. Kataoka, O. Khlystov, T. Zemskaya, A. Manakov, G. Kalmychkov and J. Poort
  • Organizer: 6^<th> International Conference on Gas Hydrates
  • Place of Presentation: Vancouver, Canada
  • Year and Date: 20080000
• [Presentation] Cage occupancies of natural gas hydrates encaging methane and ethane (2008)
  • Author(s): M. Kida, A. Hachikubo, H. Sakagami, H. Minami, A. Krylov, S. Yamashita, N. Takahashi, Y. Nunokawa, H. Shoji, O. Khlystov, J. Poort and H. Narita
  • Organizer: 6^<th> International Conference on Gas Hydrates
  • Place of Presentation: Vancouver, Canada
  • Year and Date: 20080000