強酸性亜臨界流体と地殻岩石の反応実験から推定する原始海水組成

• 研究課題/領域番号: 15K13583
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 地質学
• 研究機関: 国立研究開発法人海洋研究開発機構
• 研究代表者: 渋谷 岳造 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 深海・地殻内生物圏研究分野, 研究員 (00512906)
• 連携研究者: 斎藤 誠史 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 次世代海洋資源調査技術研究開発プロジェクトチーム, 特任研究員 (80637588)
• 研究協力者: 上田 修裕
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円); 2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2016年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2015年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: 地球史 / 冥王代 / 原始海洋 / 高温高圧実験

研究成果の概要

原始海洋形成プロセスを実験的に再現するために、新たな実験装置の開発及び実験手法の確立を行った。開発した手法を用いて亜臨界原始大気と原始海洋地殻の反応を再現したところ、原始海洋組成は現在のものとは大きく異なり、現在の海水の主要成分であるNa以外の元素に富んでいたことが明らかになった。また、原始地殻がコマチアイトか玄武岩かによって原始海洋組成が大きく異なることもわかった。一方、これまで単純な考察から原始海洋は強酸性であるため生命の誕生には不適切であることが指摘されていたが、本研究から原始海洋のpHは生命の誕生に適切な値であることが示された。

研究成果

• [雑誌論文] Genome-enabled metabolic reconstruction of dominant chemosynthetic colonizers in deep-sea massive sulfide deposits (2018)
  • 著者名/発表者名: Kato Shingo、Shibuya Takazo、Takaki Yoshihiro、Hirai Miho、Nunoura Takuro、Suzuki Katsuhiko
  • 雑誌名: Environmental Microbiology 巻: 20 号: 2 ページ: 862-877
  • DOI: 10.1111/1462-2920.14032
  • 査読あり
• [雑誌論文] Deepest and hottest hydrothermal activity in the Okinawa Trough: the Yokosuka site at Yaeyama Knoll (2017)
  • 著者名/発表者名: J. Miyazaki, S. Kawagucci, A. Makabe, A. Takahashi, K. Kitada, J. Torimoto, Y. Matsui, E. Tasumi, T. Shibuya, K. Nakamura, S. Horai, S. Sato, J. Ishibashi, H. Kanzaki, S. Nakagawa, M. Hirai, Y. Takaki, K. Okino, H. K. Watanabe, H. Kumagai, C. Chen
  • 雑誌名: Royal Society Open Science 巻: 4 号: 12 ページ: 171570-171570
  • DOI: 10.1098/rsos.171570
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Removal of organic contaminants from iron sulfides as a pretreatment for mineral-mediated chemical synthesis under prebiotic hydrothermal conditions (2017)
  • 著者名/発表者名: Nishizawa, M., Saitoh, M., Matsui, Y., Usui, Y. and Shibuya, T.
  • 雑誌名: ＧＥＯＣＨＥＭＩＣＡＬ ＪＯＵＲＮＡＬ 巻: 51 号: 6 ページ: 495-505
  • DOI: 10.2343/geochemj.2.0481
  • NAID: 130006243143
  • ISSN: 0016-7002, 1880-5973
  • 査読あり
• [雑誌論文] Weak hydrothermal carbonation of the Ongeluk volcanics: evidence for low CO2 concentrations in seawater and atmosphere during the Paleoproterozoic global glaciation (2017)
  • 著者名/発表者名: Shibuya Takazo、Komiya Tsuyoshi、Takai Ken、Maruyama Shigenori、Russell Michael J.
  • 雑誌名: Progress in Earth and Planetary Science 巻: 4 号: 1 ページ: 1-13
  • DOI: 10.1186/s40645-017-0145-6
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Reactions between komatiite and CO2-rich seawater at 250 °C and 350 °C, 500 bars: Implications for hydrogen generation in the Hadean seafloor hydrothermal system (2016)
  • 著者名/発表者名: Ueda, H., Shibuya, T., Sawaki, Y., Saitoh, M., Takai, K., Maruyama, S.
  • 雑誌名: Progress on Earth and Planetary Sciences 巻: 3(35) 号: 1 ページ: 1-14
  • DOI: 10.1186/s40645-016-0111-8
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Hydrogen-rich hydrothermal environments in the Hadean ocean inferred from serpentinization of komatiites at 300° C and 500 bar (2015)
  • 著者名/発表者名: Shibuya, T., Yoshizaki, M., Sato, M., Shimizu, K., Nakamura, K., Omori, S., Suzuki, K., Takai, K., Tsunakawa, H., Maruyama, S.
  • 雑誌名: Progress in Earth and Planetary Science 巻: 2 号: 1 ページ: 1-11
  • DOI: 10.1186/s40645-015-0076-z
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] High-temperature water-rock interactions and hydrothermal environments in the chondrite-like core of Enceladus (2015)
  • 著者名/発表者名: Sekine, Y., Shibuya, T., Postberg, F., Hsu, H.-W., Suzuki, K., Masaki, Y., Kuwatani, T., Mori, M., Hong, P.K., Yoshizaki, M., Tachibana, S., Sirono, S.
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 6 号: 1 ページ: 1-8
  • DOI: 10.1038/ncomms9604
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] 初期地球のコマチアイト熱水系における流体の化学的性質に関する実験的研究 (2017)
  • 著者名/発表者名: 上田 修裕、渋谷 岳造、澤木 佑介、斎藤 誠史、高井 研、丸山 茂徳
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2017年大会
• [学会発表] 初期地球海底熱水系における液体・超臨界 CO2と化学進化 日本 (2017)
  • 著者名/発表者名: 渋谷 岳造、高井 研
  • 学会等名: 日本地球化学会第64回年会
• [学会発表] 初期地球コマチアイト熱水系における流体の化学的性質 (2017)
  • 著者名/発表者名: 上田 修裕,渋谷 岳造,澤木 佑介,斎藤 誠史,高井 研,丸山 茂徳
  • 学会等名: 日本地球化学会第64回年会
• [学会発表] Experimental study on H2 generation by reactions between komatiite and CO2-rich seawater (2016)
  • 著者名/発表者名: Ueda, H., Shibuya, T., Sawaki, Y., Saitoh, M., Takai, K., Maruyama, S.
  • 学会等名: Goldschmidt2016
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2016-06-29
  • 国際学会
• [学会発表] Reactions between komatiite and CO2-rich seawater at 250 °C and 350 °C, 500 bars (2016)
  • 著者名/発表者名: Ueda, H., Shibuya, T., Sawaki, Y., Saitoh, M., Takai, K., Maruyama, S.
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2016年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ（千葉県千葉市）
  • 年月日: 2016-05-25