2021 Fiscal Year Annual Research Report

熱分解炭化水素の同位体システマチクスを決定する

Research Project

Project/Area Number	20H02020
Research Institution	Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology
Principal Investigator	川口慎介国立研究開発法人海洋研究開発機構, 超先鋭研究開発部門(超先鋭研究プログラム), 副主任研究員 (50553088)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	井尻暁神戸大学, 海事科学研究科, 准教授 (70374212) 上野雄一郎東京工業大学, 理学院, 教授 (90422542) 松井洋平国立研究開発法人海洋研究開発機構, 超先鋭研究開発部門(超先鋭技術開発プログラム), 特任技術副主任 (90756199) [Withdrawn]
Project Period (FY)	2020-04-01 – 2023-03-31
Keywords	炭化水素 / メタン
Outline of Annual Research Achievements	本研究は、熱分解に起源を有する低分子炭化水素が呈する同位体システマチクスを実験および観測で解明することを目的とする。非生物天体における有機物合成経路として知られる非生物炭化水素合成(abiotic syntheis)や、嫌気環境で普遍的に見られる微生物メタン生成(microbial methanogenesis)に注目が集まる中、それら対象に対する「コンタミ」として扱われる熱分解起源炭化水素類の特徴を十分に調査することが、本研究の目的である。本年度は、随伴する炭化水素が熱分解起源である蓋然性の高い温泉付随ガスの採取を行った。具体的には、九州霧島系の火山帯における温泉水ならびに噴気孔において気体成分を採取した。天然に気体成分が分離している地点については、ガラス製の試料採取瓶の内部が十分に試料ガスで置換されるまで採取した。気体成分の分離が困難な温泉水については、事前に真空に排気したガラス製の試料採取瓶に温泉水を吸入し、瓶内の気相に溶存気体を抽出した。採取した試料は、研究分担者である井尻が持ち帰り次第ただちにGC-FIDを用いてLHC濃度を定量し、同位体分析に十分な量が含まれるかを判定した。採取試料の炭素同位体比(13C/12C比)および水素同位体比(D/H比)を海洋研究開発機構横須賀本部で実施した。メタンの多重置換同位体分子組成(13CDH3/12CH4)の分析については井尻が担当し、神戸大学において実施した。分子内部位別同位体組成(13C12C12CH8 / 12C13C12CH8)の分析については、研究分担者である上野が担当する。一連の同位体組成分析に先立って、各種同位体分析の最適条件を検討する実験を各拠点で行った。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 前年度までに進めた熱分解実験に加えて、随伴する炭化水素が熱分解起源である蓋然性の高い温泉付随ガスの採取を行った。具体的には、九州霧島系の火山帯における温泉水ならびに噴気孔において気体成分を採取できた。これまでに得られたpreliminaryな結果は、同ガス試料が当初想定した通り熱分解起源である特徴を呈しており、本研究の目的達成に資する試料を獲得できたと言える。
Strategy for Future Research Activity	これまでに実験・観測・分析という本研究の骨格となる作業を一通り進めることが出来ている。今後は、実験においては熱分解炭化水素類の生成条件を振って同位体的特徴がどのように変化するかの調査を進めるとともに、観測においては九州霧島系とは産状の明確に異なる火山ガスあるいは温泉付随ガスの採取を進める。