2020 Fiscal Year Annual Research Report
深海底での現場吸着・培養実験で明らかにする鉄マンガンクラストの成長・元素濃集過程
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20H04316
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| Research Institution | Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology |
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Principal Investigator |
柏原 輝彦 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海洋機能利用部門(海底資源センター), 副主任研究員 (70611515)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
臼井 朗 高知大学, 海洋コア総合研究センター, 特任教授 (20356570)
加藤 真悟 国立研究開発法人理化学研究所, バイオリソース研究センター, 開発研究員 (40554548)
菊池 早希子 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), ポストドクトラル研究員 (50758852)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 現場吸着 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、深海底での元素吸着・微生物培養実験という全く新しいアプローチによって、(i)水酸化鉄やマンガン酸化物などの各構成鉱物への無機吸着反応、(ii)鉱物表面で生じる微生物群集と微生物－鉱物相互作用、(iii)鉄マンガン鉱物の初期沈殿、の各素過程の詳細と相互関係を明らかにし、その上で、それらが周囲の環境条件（圧力、温度、酸素濃度など）の変化とどう対応し天然環境でバリエーションを生み出しているのかを明らかにすることである。天然試料の分析と室内実験の両面から個別に得られてきた知見を現場環境で結びつけ、海洋を支配する最も基本的な因子である鉄マンガン酸化物表面でのプロセスを明らかにする。
今年度は、1名の研究補助員を雇用し、現場実験に使う装置の設計と一連の鉱物合成を行った。海山斜面に長期間沈める実験装置は、海水による錆を防止するためにチタンフレームを骨格とし、ここに鉱物や人口プレートをセットするためのアクリルセルの設計を行った。これによって微生物の通過を制御しながら、周辺水を用いた化学吸着・微生物培養実験が可能になりつつある。その他、将来得られるであろう回収試料を分析するための試料前処理法や化学分析・化学種分析・同位体分析法の立ち上げを行い、特に化学分析についてはレアアースやモリブデンタングステンなどの遷移元素を含めた複数の元素の高精度定量が可能になった。これらは今後も継続していくことで、測定対象元素の拡張すると共に、化学種や同位体比、微生物学的データなどの複数の情報の取得や考察を合わせて行っていく予定であるが、これらを通して深海底での現場実験を想定した実験体制が着実に整いつつある。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究補助員の雇用、予定していた道具の設計や分析法の立ち上げ等は、ほぼ順調に進行している。
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| Strategy for Future Research Activity |
取り組んできた分析法をさらに発展させることで、より広範囲の元素を対象とした化学分析を行えるようにすると共に、化学種・同位体比・微生物学的データも取得できるようにすることを目指す。さらに、表層海水や河川水などの表層水を用いた実験を行うためのフィールド調査、およびそこで行う予備実験を通して、得られるデータを検討し、今後行っていく深海底での現場吸着実験への指針を得ることで、深海から回収した試料の分析によって得られる成果の最大化を測っていく。
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