Do microcrystalline dolomite inclusions provide fossil evidence for the onset of gas hydrate formation?: Isotopic and biogeochemical investigations of methane hydrate in Joetsu Basin, Sea of Japan.

• 研究課題/領域番号: 17K05712
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 岩石・鉱物・鉱床学
• 研究機関: 明治大学
• 研究代表者: Snyder Glen 明治大学, 研究・知財戦略機構(駿河台), 研究推進員 (90751777)
• 研究分担者: 鈴木 庸平 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (00359168) ; 松本 良 明治大学, 研究・知財戦略機構(駿河台), 特任教授 (40011762) ; 佐野 有司 東京大学, 大気海洋研究所, 教授 (50162524) ; 戸丸 仁 千葉大学, 大学院理学研究院, 准教授 (80588244)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2019年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: gas hydrate / Sea of Japan / microdolomite / Bacteriodetes / helium / stable isotopes / Joetsu Basin / biomarker / phylogenetic / stable isotope / Japan Sea / authigenesis / microbial / noble gas / seawater / ガスハイドレート / 日本海 / ドロマイト / 希ガス同位体 / 自生鉱物

研究成果の概要

微生物活動は高温の温泉水、深海堆積物など様々な場所で見つかっているが、ガスハイドレート結晶中に高塩分微小空間が存在し、その中で微生物が代謝を繰り返していたとは研究チーム。私たちは新潟県沖上越堆積盆で、長い連続的なガスハイドレートのコアを採取・分解し、分解後に残ったハイドレート融解水中に、幸運にも、中心部分に暗黒有機物質と生命活動の痕跡を包含する微小なマイクロドロマイトが残されているのを発見した。その後の分析と研究により、ハイドレートの微小空隙中では微生物がオイルのような複雑な有機物質を代謝し、その活動の副産物として微小のマイクロドロマイトが形成され続けたことが明らかになった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

Meters-thick gas hydrate was recovered from marine sediments and the role of mantle gases in methane migration and gas hydrate growth in the sea of Japan was documented. Microbial life was discovered inside of the gas hydrate, living within spheroidal aggregates of microdolomite.

研究成果

• [国際共同研究] School of Geosciences/University of Aberdeen/Scotland U.K. (Stephen Bowden)(英国)
• [国際共同研究] Jackson School of Geosciences/University of Texas Austin/U.S.A. (StephenPhillips)(米国)
• [国際共同研究] School of Geosciences/University of Aberdeen/Scotland (Stephen Bowden)(英国)
• [国際共同研究] University of Aberdeen, Scotland/Dr. Stephen Bowden(United Kingdom)
• [国際共同研究] University of Texas, Austin/Dr. Steve Phillips(米国)
• [国際共同研究]
• [雑誌論文] Magmatic fluids play a role in the development of active gas chimneys and massive gas hydrates in the Japan Sea. (2020)
  • 著者名/発表者名: Snyder, G. T. , Sano, Y., Takahata, N., Matsumoto, R., Kakizaki, Y. and Tomaru, H.,
  • 雑誌名: Chemical Geology 巻: 535 ページ: 119462-119462
  • DOI: 10.1016/j.chemgeo.2020.119462
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Evidence in the Japan Sea of microdolomite mineralization within gas hydrate microbiomes (2020)
  • 著者名/発表者名: Snyder, G.T., Matsumoto, R., Suzuki, Y., Kouduka, M., Kakizaki, Y., Zhang, N., Tomaru,H., Sano, Y.,, Takahata, N., Tanaka, K., Bowden, S.A., Imajo, T.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 10 号: 1 ページ: 1-13
  • DOI: 10.1038/s41598-020-58723-y
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Clumped isotope signatures of methane-derived authigenic carbonate presenting equilibrium values of their formation temperatures (2019)
  • 著者名/発表者名: N Zhang, M Lin, GT Snyder, Y Kakizaki, K Yamada, N Yoshida, R. Matsumoto
  • 雑誌名: Earth and Planetary Science Letters 巻: 512 ページ: 207-213
  • DOI: 10.1016/j.epsl.2019.02.005
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] 2014年の長野県神城断層地震の前後における新潟県十日町市室野泥火山の溶存ガス濃度と炭素同位体比の変化 (2018)
  • 著者名/発表者名: Kakizaki Y, Snyder G, Tanahashi Y, Ishida N, Matsumoto R
  • 雑誌名: 地質学雑誌 巻: 124 号: 2 ページ: 127-140
  • DOI: 10.5575/geosoc.2017.0065
  • NAID: 130007377711
  • ISSN: 0016-7630, 1349-9963
  • 年月日: 2018-02-15
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Data report: water activity of the deep coal-bearing basin off Shimokita from IODP Expedition 337 (2018)
  • 著者名/発表者名: Wataru Tanikawa, Yoko Ohtomo, Glen Snyder, Yuki Morono, Yu’suke Kubo, Yoshihiro Iijima, Takuroh Noguchi, Kai-Uwe Hinrichs, and Fumio Inagaki
  • 雑誌名: Proceedings of the Integrated Ocean Drilling Program, 337: Tokyo (Integrated Ocean Drilling Program Management International, Inc.) 巻: 337 ページ: 1-12
  • DOI: 10.2204/iodp.proc.337.204.2018
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] Microdolmite grains in Japan Sea Gas Hydrate: What do they tell us about present and past hydrate growth? (2019)
  • 著者名/発表者名: G.Snyder, R.Matsumoto, Y. Kakizaki, Y. Suzuki, N.Zhang, Y.Sano, N. Takahata, K. Tanaka, T. Imajo, S. Bowden, H. Tomaru
  • 学会等名: Pacific Conference of Marine Science and Technology (PACON), Vladivostok, Russia
  • 国際学会
• [学会発表] Microdolomites are not MDACs: microbially-derived carbon source for microcrystalline dolomite found within massive gas hydrates and implications for the shallow marine carbon cycle (2019)
  • 著者名/発表者名: G.Snyder, R.Matsumoto, Y. Kakizaki, Y. Suzuki, N.Zhang, Y.Sano, N. Takahata, K. Tanaka, T. Imajo, S. Bowden, H. Tomaru
  • 学会等名: Japan Geoscience Union Meeting
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Microbial microdolomite aggregates found within massive gas hydrate: Implications for the Earth's deep biosphere and for extraterrestrial life? (2018)
  • 著者名/発表者名: Glen Tritch Snyder, Yohey Suzuki,Takumi Imajo, Ryo Matsumoto, Yoshihiro Kakizaki, Hitoshi Tomaru, Aya Iguchi, Yuji Sano, Naoto Takahata, Naizhong Zhang
  • 学会等名: American Geophysical Union Fall Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] Clumped isotopic signatures of methane-dervied authigenic carbonates and gas hydrate-derived microcrystalline dolomite in the Sea of Japan (2018)
  • 著者名/発表者名: Naizhong Zhang, Glen Tritch Snyder, Keita Yamada, Yoshihiro Kakizaki, Akihiro Kano, Naohiro Yoshida, Ryo Matsumoto
  • 学会等名: American Geophysical Union Fall Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] Stable isotopic composition of microdolomitic aggregates associated with saline inclusions within Japan Sea massive gas hydrate G (2018)
  • 著者名/発表者名: Glen Snyder, Yoshihiro Kakizaki, Ryo Matsumoto, Naizhong Zhang, Yohey Suzuki, Yuji Sano, Naoto Takahata, Kentaro Tanaka, Takumi Imajo, Hitoshi Tomaru, Aya Iguchi
  • 学会等名: International Sedimentological Congress
• [学会発表] Microdolomitic evidence for deep biosphere contained inside of the saline inclusions within Japan Sea massive gas hydrate (2018)
  • 著者名/発表者名: Glen Snyder, Yohey Suzuki,Takumi Imajo, Ryo Matsumoto, Yoshihiro Kakizaki, Hitoshi Tomaru, Aya Iguchi, Yuji Sano, Naoto Takahata, Naizhong Zhang
  • 学会等名: Japan Geoscience Union (JPGU) Annual Meeting
• [学会発表] Compositional and textural trends of microcrystalline dolomite found within massive gas hydrate in Joetsu Basin (2017)
  • 著者名/発表者名: Glen Snyder, Ryo Matsumoto, Yoshihiro Kakizaki, Hitoshi Tomaru, Yohey Suzuki
  • 学会等名: JpGU-AGU Joint Annual Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] Mineralization of Dolomite Associated with Gas Hydrate Formation in Sea of Japan Sediments. (2017)
  • 著者名/発表者名: G. Snyder, Y. Kakizaki, R. Matsumoto, Y. Suzuki, Y. Sano, N. Takahata, K. Tanaka, T. Imajo
  • 学会等名: International Conference on Gas Hydrates (ICGH9)
  • 国際学会
• [学会発表] Noble Gas and Stable Isotopic Composition of Methane Hydrates in Umitaka Spur: Three End-Member Mixing and Elemental Fractionation (2017)
  • 著者名/発表者名: G. Snyder, Y. Kakizaki, R. Matsumoto, Y. Suzuki, Y. Sano, N. Takahata, K. Tanaka, T. Imajo
  • 学会等名: International Conference on Gas Hydrates (ICGH9) Denver, Colorado
  • 国際学会
• [学会発表] Stable isotopes and noble gases in marine methane hydrate and associated dolomite: Investigations in the Sea of Japan. (2017)
  • 著者名/発表者名: G. Snyder, Y. Kakizaki, R. Matsumoto, Y. Suzuki, Y. Sano, N. Takahata, K. Tanaka, T. Imajo
  • 学会等名: International Conference on Gas Hydrate in Continental Margins, Taipei, Taiwan
  • 国際学会
• [学会発表] Microcrystalline dolomite within massive Japan Sea methane hydrate: origin and development ascertained by inclusions within inclusions. (2017)
  • 著者名/発表者名: G. Snyder, Y. Kakizaki, R. Matsumoto, Y. Suzuki, Y. Sano, N. Takahata, K. Tanaka, H. Tomaru, T. Imajo, A. Iguchi
  • 学会等名: American Geophysical Union (AGU) Fall Meeting, New Orleans, U.S.A.
  • 国際学会
• [備考] ガスハイドレートの微小空隙中の微生物活動 によるマイクロドロマイトの生成
  • URL: https://www.meiji.ac.jp/koho/press/6t5h7p000032lu9c.html
• [備考] Extreme Microbes Found in Sea of Japan crystals
  • URL: https://www.livescience.com/64532-microbes-inside-gas-hydrate-crystals.html
• [備考] ガスハイドレート研究所
  • URL: http://www.kisc.meiji.ac.jp/~hydrate/index.html
• [学会・シンポジウム開催] American Geophysical Union Fall Meeting, New Orleans, U.S.A. (2017)