海底堆積物内の微小空間可視化解析による地下微生物の地質学的生息限界の探究

• Project/Area Number: 14J00199
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Environmental dynamic analysis
• Research Institution: Kochi University (2016); Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology (2014-2015)
• Principal Investigator: 浦本 豪一郎 高知大学, 海洋コア総合研究センター, 特任助教
• Project Period (FY): 2014-04-25 – 2017-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2016)
• Budget Amount: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000); Fiscal Year 2016: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2015: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2014: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
• Keywords: 微小金属鉱物塊 / 微細構造 / 遠洋性堆積物 / 微小マンガン粒 / 海底下微生物 / 海底堆積物 / 微小団塊

Outline of Annual Research Achievements

本研究によって，南太平洋環流域の酸素を含む外洋深海底堆積物から大量に見つかった微小金属鉱物塊「微小マンガン粒」が地球規模の金属元素の動態に対して果たす役割を解明すべく研究を継続した．まず，地層構成粒子数の割合で0.01%に満たない微小鉱物塊を，土壌学の比重分画技術，生物学の細胞光学分取技術，微速度遠心処理などを併用することで，最大95％の割合で分離する技術確立に成功した．分離試料は，放射光X線顕微鏡による化学状態解析ならびに，既往の地球化学・生物学的データと統合した検討によって，今までに明らかにされていなかった外洋深海底の地層内環境におけるマンガン鉱物の続成過程について議論を行った．
更に，分離試料についてICP化学分析を行い，元素の含有量を精密に測定した．その結果，微小金属鉱物塊には主要な金属元素（鉄やマンガン）に加え，レアメタル，レアアースのように資源物質が含まれることも明らかになった．レアアースについては，外洋地層試料のバルク分析結果と異なるレアアースパターンが認められ，上述の金属鉱物の続成過程に関する議論を補強するデータを取得で来た．一方，分析結果を基に微小金属鉱物塊に含まれる金属元素量と，これまでに外洋深海底表層において存在が知られてきているマンガン団塊やマンガンクラストに含まれる金属元素量との比較を進めた．その結果，外洋深海底の地層試料中の微小金属鉱物塊には，深海底表層のマンガン団塊やマンガンクラストよりも多量の金属元素が貯留しており，従来知られていなかった金属元素の濃集体として深海底地下の微小金属鉱物塊が大きな役割を果たしている事が分かってきた．
本年度は，こうした地層試料の処理技術に関わる論文を報告した．また，外洋深海底の微小金属鉱物塊が地球規模の金属元素動態に果たしている役割を議論した論文をまとめている．

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] The Transformation of Sediment Into Rock: Insights From IODP Site U1352, Canterbury Basin, New Zealand (2017)
  • Author(s): Kathleen M. Marsaglia, Greg H. Browne, Simon C. George, David B. Kemp, John M. Jaeger, David Carson, Mathieu Richaud, IODP Expedition 317 Scientific Party
  • Journal Title: Journal of Sedimentary Research Volume: 87 Issue: 3 Pages: 272-287
  • DOI: 10.2110/jsr.2017.15
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] 海底堆積物の微細構造と微生物細胞の観察 (2016)
  • Author(s): 浦本豪一郎・諸野祐樹・植松勝之・稲垣史生
  • Journal Title: 顕微鏡 Volume: 51 Pages: 108-113
  • NAID: 130007695958
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Data report: diatom biostratigraphy of IODP Site U1371 in the South Pacific Ocean (2015)
  • Author(s): Itsuki Suto and Go-Ichiro Uramoto
  • Journal Title: Proceedings of the Integrated Ocean Drilling Program Volume: 329 Pages: 1-42
  • DOI: 10.2204/iodp.proc.329.203.2015
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Indian monsoon rainfall (2015)
  • Author(s): Clemens, S.C., Kuhnt, W., LeVay, L.J., and the Expedition 353 Scientists
  • Journal Title: International Ocean Discovery Program Preliminary Report Volume: 353 Pages: 1-46
  • DOI: 10.14379/iodp.pr.353.2015
  • Open Access
• [Presentation] 南太平洋環流域の堆積物に含まれる微小金属粒の鉱物学的・地球化学的特徴について（IODP Exp. 329） (2017)
  • Author(s): 浦本豪一郎・諸野祐樹・富岡尚敬・若木重行・和穎朗太・上杉健太朗・竹内晃久・星野真人・鈴木芳生・光延 聖・菅 大暉・宮本千尋・高橋嘉夫・稲垣史生
  • Organizer: 地球惑星科学連合2017年合同大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ
  • Year and Date: 2017-05-24
• [Presentation] インドモンスーン復元のためのベンガル湾掘削（IODP Exp. 353） (2016)
  • Author(s): 山本正伸・臼井洋一・浦本豪一郎・安藤卓人・Steven Clemens・Wolfgang Kuhnt・Leah LeVay・IODP Exp. 353 scientists
  • Organizer: 地球惑星科学連合2016年合同大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ
  • Year and Date: 2016-05-26
• [Presentation] 南太平洋環流域の遠洋性粘土に存在する大量の微小マンガン粒について (2016)
  • Author(s): 浦本豪一郎・諸野祐樹・富岡尚敬・和穎朗太・上杉健太朗・竹内晃久・星野真人・鈴木芳生・光延 聖・菅 大暉・宮本千尋・高橋嘉夫・稲垣史生
  • Organizer: 地球惑星科学連合2016年合同大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ
  • Year and Date: 2016-05-24
• [Presentation] 南太平洋環流域の遠洋性粘土に存在する大量の微小マンガン粒について (2016)
  • Author(s): 浦本豪一郎・諸野祐樹・富岡尚敬・和穎朗太・上杉健太朗・竹内晃久・星野真人・鈴木芳生・光延 聖・菅 大暉・宮本千尋・高橋嘉夫・稲垣史生
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2016年大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ(千葉県千葉市)
  • Year and Date: 2016-05-24
• [Presentation] An improved resin-embedding method for the observations of fine-grained sediment microstructures using micro-focus X-ray CT and SEM (2014)
  • Author(s): Go-Ichiro Uramoto, Yuki Morono, Katsuyuki Uematsu, and Fumio Inagaki
  • Organizer: 19th International Sedimentological Congress
  • Place of Presentation: Geneva, Switzerland
  • Year and Date: 2014-08-23
• [Book] Proceedings of the International Ocean Discovery Program 353 (2016)
  • Author(s): Clemens, S.C., Kuhnt, W., LeVay, L.J., and the Expedition 353 Scientists
  • Total Pages: 263
  • Publisher: JOIDES Resolution Science Operator (JRSO), Texas A&M University