研究課題
基盤研究(C)
ガスハイドレートは新たなエネルギー資源として注目される一方、環境変動要因とも想定されるが、ハイドレートの発達と崩壊に関する定量的議論は進んでいない。本研究チームはこれまでの調査で海底下に直径数百メートル、深さ百数十メートルのガスハイドレート濃集帯（ガスチムニー）が発達し、隣接して陥没地形（ポックマーク）も見られることを確認してきた。本研究では、ガスハイドレートと炭酸塩の同位体異常、微化石年代層序、および分子動力学計算に基づき、ガスチムニーの基部における大量分解がガスチムニーの陥没を引き起こし、分解によって生成したガスが新たなガスチムニーを形成したとする形成モデルの構築と検証を行う。
海底下に賦存するメタンの水和化合物であるガスハイドレート、メタンハイドレートとも言う、は、天然ガス資源として注目される一方、地球表層部におけるメタンの一時的貯留槽として地球環境の変動に関わると考えられている。海洋に溶存する炭酸の炭素同位体組成変動は地球史における劇的環境変動や大量絶滅がガスハイドレートの分解に起因する可能性を示唆する。本研究は現在の海洋に賦存するハイドレート及び関連する自生炭酸塩の挙動を実証的に分析することにより、ハイドレートの環境インパクトを検証することを目指してきた。当初、サハリン島沖合のハイドレート分布域におけるメタン湧出を対象としたがコロナ禍及びロシアのウクライナ侵攻によりサハリン沖タタール海峡での調査は断念、日本海周辺のハイドレート分布域を対象として、１、過去におけるメタンハイドレートの大量分解とメタン湧出及びそれらに起因する自生炭酸塩の形成、地質環境の変動との関わりを、沖縄県南城市に分布する鮮新世島尻層と知念砂層を対象として明らかにし（地質学雑誌に発表すみ）、２、現在のメタンハイドレートとメタン湧出の関わりについては、千葉県九十九里地域の湧水の分析と鳥取県沖の隠岐トラフ域における、連続的環境モニタリング、海水溶存メタンの深度プロファイル、水温変動、水塊の流向・流速などを実施し、海底下のガスチムニーに伴うメタンハイドレートの安定性の評価を実施中であり、本研究については24年度中に報告書としてまとめる予定である。さらに、３、我が国では20年前からメタンハイドレートの探査と資源評価が行われているが、脱炭素の影響で関心は薄れている。資源の乏しい日本でガスハイドレートは依然として重要なリソースである。今日までにどこまで明らかになったか俯瞰することを目的としたレビューを行った（1編は地学雑誌に印刷済み、もう１編は印刷中）。
2: おおむね順調に進展している
コロナ禍とロシアのウクライナ侵攻により当初計画の実施が困難となったため、研究目的を達成するための調査計画を大幅に立て直すこととなった。新たに対象としたのは、日本周辺海域で現在ガスハイドレートが密集し、本研究グループよる調査が進展している日本海東縁であり、特に鳥取沖については鳥取県水産試験場との共同研究として長期的モニタリングが可能となった。沖縄県南城市の鮮新世の地層（島尻層と知念層）については、過去における大規模なハイドレート分解が想定される事例として詳細研究の対象とした。さらに、陸上におけるメタンハイドレート由来メタンガスの湧出として九十九里の茂原付近でのサンプリングを行った。これら3つの調査研究プロジェクトを2021年頃より本格的に進めることが可能となり、過去（鮮新世）から現在（日本海東縁）、深海底（隠岐トラフ）から陸上（茂原）のメタン湧出の評価という、当初計画より大きなスコープでの研究としてまとまりつつある。
2024年は研究期間の延長をしていただいた最後の年度であり、以下のように調査を完了し研究成果を取りまとめる。（１）鳥取沖隠岐トラフの長期モニタリングについては、本年10月頃まで調査を継続する。これまでは海洋のメタン濃度の深度方向と水平方向の濃度変化を手がかりに海底下のメタン賦存構造（ガスチムニー）からの湧出量変化を評価してきたが、今年度は、精密観測装置PICARROを用いて大気メタン濃度を広域的に測定し、海底メタン湧出が大気にどれほどの影響を与えているか検証する。（２）茂原地域で採取されたメタン湧水について湧出率、メタンの炭素同位体測定を行い、この地域におけるメタンが過去のハイドレート分解によるものか否か判定するとともに大気メタン濃度への影響を評価する。（３）投稿中のメタンハイドレート総説を完成させ、鳥取沖の調査結果については報告書をまとめ学会で発表し、学術誌に投稿する。
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すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 3件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件) 備考 (1件)
地学雑誌
巻: 133 号: 2 ページ: 63-89
10.5026/jgeography.133.63
地質学雑誌
巻: 129 号: 1 ページ: 415-434
10.5575/geosoc.2023.0008
International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology
巻: 30 ページ: 1-12
Frontiers in Earth Science
巻: 10 ページ: 1-21
10.3389/feart.2023.1188142
http://www.kisc.meiji.ac.jp/~hydrate/
