2022 Fiscal Year Final Research Report

Construction of a model for the diffusion and circulation of deep subsurface life and carbon to the ocean via submarine mud volcanism

Research Project

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Project/Area Number	20H04315
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Allocation Type	Single-year Grants
Section	一般
Review Section	Basic Section 63010:Environmental dynamic analysis-related
Research Institution	Kobe University
Principal Investigator	Ijiri Akira 神戸大学, 海事科学研究科, 准教授 (70374212)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	星野辰彦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(高知コア研究所), 主任研究員 (30386619) 乙坂重嘉東京大学, 大気海洋研究所, 准教授 (40370374) 村山雅史高知大学, 教育研究部総合科学系複合領域科学部門, 教授 (50261350) 土岐知弘琉球大学, 理学部, 准教授 (50396925) 野口拓郎高知大学, 教育研究部総合科学系複合領域科学部門, 准教授 (90600643)
Project Period (FY)	2020-04-01 – 2023-03-31
Keywords	海底泥火山 / 希ガス / 溶存態有機炭素 / メタンハイドレート / 深部流体 / 海底下生命圏
Outline of Final Research Achievements	This study aims to reveal the interactions between the geosphere, hydrosphere, and biosphere through submarine mud volcano activity. During a research expedition conducted from December 2021 to January 2022, water and sediment samples were collected from the submarine mud volcanoes off Tanegashima Island. The origin of carbon substances and microbes released from the mud volcano was revealed through the analysis of dissolved organic matter, methane, and microbial community analysis. The behavior of these substances in the marine environment was investigated, and a quantitative analysis was performed to examine their relationship with mud volcano activity. Furthermore, the origin of the sediment and fluids erupted onto the seafloor due to the activity of the submarine mud volcanoes off Tanegashima Island was revealed through chemical analysis of the extracted water and gases from the mud volcano sediments.
Free Research Field	生物地球化学、安定同位体地球化学
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	海底泥火山上の水柱から採取した海水試料の分析により、泥火山から溶存態有機物が放出されていることを明らかにし、さらにそのフラックスを求め、世界で最も溶存態有機物の放出量が多い海底メタン湧水域と同等の放出量であることを明らかにした。これは海底泥火山からの溶存態有機物の放出が海洋の炭素循環に無視できない影響を与えている可能性を示す。また、泥火山の堆積物と流体の化学分析から、泥火山の噴出堆積物の起源層よりも深部から流体が供給されていること、このような現象は、沈み込み帯の泥火山において共通の現象であることを明らかにした。このことは沈み込み帯における物質循環について新たな知見を与えるものである。