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水-岩石反応実験と炭素循環シミュレーションによる地球初期二酸化炭素圧の推定

研究課題

研究課題/領域番号 24340138
研究種目

基盤研究(B)

配分区分一部基金
応募区分一般
研究分野 地球宇宙化学
研究機関東京学芸大学

研究代表者

鹿園 直建  東京学芸大学, 教育学部, 研究員 (10011751)

研究分担者 加藤 泰浩  東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40221882)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 採択後辞退 (2014年度)
配分額 *注記
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2014年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2013年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2012年度: 12,220千円 (直接経費: 9,400千円、間接経費: 2,820千円)
キーワード二酸化炭素 / 水-岩石反応 / 炭素循環
研究概要

地球初期(始生代)表層環境(二酸化炭素分圧・酸素分圧・メタン分圧)の推定については活発な議論が行われているが、未だに決着がついていない。一般的に、地球表層環境に及ぼす各気体分圧の影響が大きいと認められているにも関わらず、実際の研究でその関係を確認できていないためである。本研究の目的はこの点を確認することにあって、平成26年度の内容は以下のようにまとめることができる。
①玄武岩-海水-二酸化炭素反応の実験:平成24年度から継続してきた二酸化炭素反応実験装置による溶解実験を行った。本年度は主として島弧および海嶺玄武岩試料に対するCO2・H2Oの反応実験を行った。25年度における反応条件(CO2分圧=0,1,5MPa, 反応温度=40℃)は変更せず、撹拌翼を用いた気液混合効果について検討した。その結果、撹拌が反応律速において効果的であることが分った。
②玄武岩の種類による溶解速度定数の検討:前年度の実験で開放系(流通系)と閉鎖系(バッチ系)で溶解速度が異なることが分かっている。富士山系玄武岩(島弧玄武岩)で水-岩石反応を閉鎖系で行った場合、k=10-11.7(25℃、pH=6~7)となり、開放系のk=10-10.7(25℃、pH=6~7)と大きく異なる。これはpHと温度による差異と結論できる。
③水素イオン濃度と溶解速度反応の実験:一般に、水溶液と水素イオン濃度の関係は化学反応における溶解度律速論として論じられており、特に、水‐岩石反応では中性域において顕著な変化をもたらすと言われている。このため、今回は水溶液のpHを6.9~7.2に保持しながら実験を行った。その結果、島弧玄武岩の溶解速度は海嶺玄武岩よりも大きい事が分った。

現在までの達成度 (区分)
理由

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

次年度の研究費の使用計画

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2014 2013 2012

すべて 雑誌論文 (12件) (うち査読あり 8件) 学会発表 (1件) 図書 (3件)

  • [雑誌論文] Fractionation and deposition of indium and arsenic from the Kusatsu and Tamagawa acidic hot springs, Japan: Possible man-made analogues for rare metal concentrations onto lake beds?2013

    • 著者名/発表者名
      Yasumasa Ogawa, Daizo Ishiyama, Naotatsu Shikazono, Kenta Iwane, Masahiro Kajiwara1, and Noriyoshi Tsuchiya
    • 雑誌名

      Economic Geology

      巻: 108 ページ: 1641-1656

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [雑誌論文] Ore-forming Ages and Sulfer Isotope Study of Hydrothermal Deposits in Kamchatka, Russia2013

    • 著者名/発表者名
      Ryohei TAKAHASHI, Hiroharu MATSUEDA, Victor, M. OKRUGIN, Naotatsu SHIKAZONO, Shuji ONO, Akira IMAI, Elena D. ANDREEVA and Koichiro WATANABE
    • 雑誌名

      Resource Geology

      巻: 63(2) ページ: 210-223

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [雑誌論文] Evidence for Enhanced Matrix Diffusion in Geological Environment2013

    • 著者名/発表者名
      Kiminori SATO, Koichiro FUJIMOTO, Masataka NAKATA and Naotatsu SHIKAZONO
    • 雑誌名

      Journal of the Physical of Japan

      巻: 82(2013)

    • NAID

      210000132367

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [雑誌論文] Evidence for Enhanced Matrix Diffusion in Geological Environment2013

    • 著者名/発表者名
      Kiminori SATO, Koichiro FUJIMOTO, Masataka NAKATA and Naotatsu SHIKAZONO
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 82

    • NAID

      210000132367

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Geological, geochemical and social scientific assessment of basaltic aquifers as potential storage sites for CO_22013

    • 著者名/発表者名
      Takaya, Y., K. Nakamura and Y. Kato
    • 雑誌名

      Geochemical Journal

      巻: (in press)

    • NAID

      10031195570

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sources, spatial variation, and speciation of heavy metals in sediments of the Tamagawa River in Central Japan2012

    • 著者名/発表者名
      N, Shikazono, K, Tatewaki, K, M, Mohiuddin, T, Nakano, H, M, Zakir
    • 雑誌名

      Environmental Geochemistry Health

      巻: 34 ページ: 13-26

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Experimental Determination of Effective Porosity Based on Specific Capacity under Controlled Conditions in a Laboratory2012

    • 著者名/発表者名
      Wilkinson, J, M, and Shikazono, N.
    • 雑誌名

      International Journal of Applied Environmental

      巻: 7 (3) ページ: 297-306

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The role of hydrous ferric oxide precipitation in the fractionation of arsenic, gallium, and indium during the neutralization of acidic hot spring water by river water in the Tama River watershed, Japan2012

    • 著者名/発表者名
      Yasumasa Ogawa, Daizo Ishiyama, Naotatsu Shikazono, Kenta Iwane, Masahiro Kajiwara, Noriyoshi Tsuchiya
    • 雑誌名

      Geochim. Cosmochim. Acta

      巻: 86, 1 ページ: 367-383

    • DOI

      10.1016/j.gca.2012.03.009

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A New Method to Calculate Effective Porosity Based on Specific Capacity Data from Drillers' Logs2012

    • 著者名/発表者名
      James Wilkinson, Naotatsu Shikazono
    • 雑誌名

      International Journal of Applied Environmental

      巻: 7 (3) ページ: 349-362

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Interpretation of Mineral Zoning in Submarine Hydrothermal Ore Deposits in Terms of Coupled Fluid Flow-precipitation Kinetics Model2012

    • 著者名/発表者名
      Shikazono, N., Kawabe, H. and Ogawa, Y.
    • 雑誌名

      Resource Geology

      巻: 62 (3) 号: 4 ページ: 353-368

    • DOI

      10.1111/j.1751-3928.2012.00201.x

    • NAID

      10031117847

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ハワイ南東方沖におけるレアアース泥の資源ポテンシャル評価2012

    • 著者名/発表者名
      大田隼一郎・藤永公一郎・高谷雄太郎・加藤泰浩
    • 雑誌名

      資源地質

      巻: 62 ページ: 197-209

    • NAID

      10031141221

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] レアアース泥の開発技術と経済性評価2012

    • 著者名/発表者名
      阿部和彦・渡辺大輝・藤永公一郎・加藤泰浩・中村拓樹・山崎哲生
    • 雑誌名

      第23回海洋工学シンポジウム論文集

      巻: (CD-ROM) ページ: 8-8

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 玄武岩を用いた水 岩石 CO_2反応の解析と応用2012

    • 著者名/発表者名
      鹿園直建
    • 学会等名
      日本地球化学会
    • 発表場所
      九州大学箱崎キャンパス
    • 年月日
      2012-09-13
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [図書] Geochemistry of Earth System2014

    • 著者名/発表者名
      Naotatsu Shikazono
    • 総ページ数
      220
    • 出版者
      Springer Japan
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [図書] 金属資源から見たジオ多様性、ジオパークを楽しむ本2013

    • 著者名/発表者名
      鹿園直建ほか
    • 総ページ数
      194
    • 出版者
      オーム社
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [図書] 水資源の科学2012

    • 著者名/発表者名
      鹿園直建
    • 総ページ数
      166
    • 出版者
      オーム社
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

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公開日: 2012-04-24   更新日: 2019-07-29  

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