海底熱水噴出孔の累帯構造発達に伴う熱電変換機能の発現

• 研究課題/領域番号: 24K21559
• 研究種目: 挑戦的研究(萌芽)
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 中区分17:地球惑星科学およびその関連分野
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 岡本 敦 東北大学, 環境科学研究科, 教授 (40422092)
• 研究分担者: 野崎 達生 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海洋機能利用部門(海底資源センター), グループリーダー代理 (10553068) ; 佐藤 義倫 東北大学, 環境科学研究科, 准教授 (30374995)
• 研究期間 (年度): 2024-06-28 – 2026-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円); 2025年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円); 2024年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
• キーワード: 硫化物チムニー / 熱電変換 / 累帯構造 / 海底熱水系 / 熱起電力

研究開始時の研究の概要

光合成が起こらない深海底において、熱水噴出孔は生態系にエネルギーを供給する特異な場である。熱水噴出孔のチムニーを構成する硫化物は、温度差に応じて熱起電力を発生させる半導体である。しかし、これまで鉱物単体の熱起電力測定はされても、チムニー全体の構造発達と発電プロセスを結びつけた研究は存在しない。本課題では、深海底硫化物チムニーを対象に、チムニー累帯構造の鉱物学的特徴を抽出し、成長に伴う熱電特性の変化を明らかにする。また、チムニーの「熟成実験」により、熱電変換機能を発現させる本質プロセスを明らかにする。これらを統合し、海底熱水系で発電機能を自己組織化する新しいチムニー形成過程を提案したい。