Roles of trench sediment for biogeochemical cycles: Exemplified from the Japan Trench

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20H02013
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 17050:Biogeosciences-related
• Research Institution: Tokyo University of Marine Science and Technology
• Principal Investigator: Glud Ronnie 東京海洋大学, 学術研究院, 教授 (60814978)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 北里 洋 東京海洋大学, 学術研究院, 特任教授 (00115445) ; 豊福 高志 東京海洋大学, 学術研究院, 准教授 (30371719) ; 小栗 一将 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球環境部門(海洋生物環境影響研究センター), 招聘主任研究員 (10359177)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 生元素循環 / 超深海海溝 / 生物地球化学 / 微生物 / 現場観測 / 酸素濃度プロファイル / 有人潜水調査

Outline of Final Research Achievements

To understand biogeochemical cycles and distributions of microorganisms at hadal trench sea floor located in different surface primary productivity areas, we developed in situ O2 profiler lander system to measure O2 profiles to obtaion carbon mineralization rate in hadal sediments.We also collected sediment cores and investigated relationships between surface primary productivity and carbon mineralization rates. Furthermore, we analyzed origin of organic carbon supplied to hadal sea floor and concentrations of persistent organic pollutants which is concerned the enrichment in the sediments.Our results can contribute to the further hadal studies carrying out in the hadal trenches located in the south-west Pacific and the antarctic oceans where indicate high surface primary productivity.

Free Research Field

Biogeochemistry 生物地球化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

超深海の海溝域は海洋の中でもっとも低い有機物分解の場として理解されていた。しかし、ここ10年の研究を通じ、海溝底は非常に生物活性の高い場であることが理解されるようになった。高い基礎生産海域と貧栄養海域を併せ持つ日本近海の海溝における有機炭素の無機化過程の理解によって、より浅い環境における有機炭素の無機化率との違いを明らかにできるだけでなく、全球に分布する他の海溝における無機化率との比較も可能になる。本研究は、房総沖プレート三重会合点における微生物組成と有機物分解の実態を明らかしただけでなく、小笠原から宮城沖にかけた海域で現場観察した海溝域生態系の特徴との比較へと視野を広げることにつながった。