海底メタンハイドレート層の研究

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11204203
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 松本 良 東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (40011762)
• 研究分担者: 蒲生 俊敬 北海道大学, 大学院・理学研究科, 教授 (70143550) ; 荻原 成騎 東京大学, 大学院・理学系研究科, 助手 (50214044) ; 増田 昌敬 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (50190369) ; 廣木 義久 大阪教育大学, 教育学部, 助教授 (80273746) ; 松田 博貴 熊本大学, 理学部, 助教授 (80274687)
• キーワード: メタン湧水 / 南海トラフ / カスカディア / メタンハイドレート / ストロマトライト / イラン

研究概要

平成15年度には(1)掘削調査を計画中の南海トラフをターゲットに、海底からのメタン湧出量の海域変動がどれほどあるかの検討、(2)南海トラフと似た地質状況にあるカナダ・バンクーバー沖のカスカディア収束帯におけるメタン湧出の調査、の二つの課題について研究をおこなった。
(1)堆積物の間隙水中の硫酸イオン濃度の深度方向への減少トレンドは深部からのメタンガスの上方移動量に依存する。東海沖には前弧海盆域は大陸棚エッジの外縁隆起帯よりもメタンフラックスが高い。これは、地震断層が発達する外縁隆起帯で必ずしもメタンフラックスが大きくないことを示唆する。メタン移動が大きいサイトでは、深部へ向かって水の酸素同位体組成が大きくなり、ストロンチウム同位体組成は海底付近で海水と同じ、深部へむかって急速に重くなっている。このことは、メタン湧水の起源は深部にあることを示唆する。南海トラフでの外縁帯では自生炭酸塩岩が回収できた。これは以上に重い酸素同位体値をしめす。その理由として、ガスハイドレートの分解による重い酸素の供給、あるいは海水の温度が低かった、言い換えるとそのころは水深が持った大きかったことを示唆する。変動帯におけるメタン活動の特徴がいくつか明らかとなった。
(2)カスカディアでは現在、外縁隆起帯でかなり強いメタン湧水が見られる。そこでは、酸素同位体組成が重い水が湧出している。これは、ガスハイドレートが海底下比較的浅いところで分解し、その結果、重い水が生成された証拠と言える。ところが、湧水点から離れると、酸素が軽いものも見つかっている。これは、ガスハイドレートが生成する際にはき出された酸素が存在したことを意味する。

研究成果

• [文献書誌] Matsumoto, R., Tomaru, H., Chen, Y.: "Geochemistry of the Interstitial waters of the Mallik 5L-38 gas hydrate research well, Mackenzie Delta"Canada. Bull. GSC. (In press). (2004)
• [文献書誌] Matsumoto, R., Tomaru, H., Lu Hailong: "Detection and Evaluation of Gas Hydrates in the eastern Nankai Trough by an Integrated Geochemical and Geophysical Explorations"Resource Geology. (In press). (2004)
• [文献書誌] Tomaru, H., Matsumoto, R., Lu, H., Uchida, T: "Geochemical process for gas hydrate formation from chloride and isotopic anomalies of the interstitial water in Nankai Trough"Resource Geology. (In press). (2004)
• [文献書誌] Tsuji, Y., Ishida, H., Nakamizu, M., Mataumoto R, Shimizu, S: "Overview of the Methane Hydrate Research Well METI "Nankai Trough" as a Mile-stone in the Evaluation of Methane Hydrate Resource Potential"Resource Geology. (In press). (2004)
• [文献書誌] Hiroki, Y., Fukazawa, K., Matsumoto, R.: "Lithology and geologic age of gas hydrate-bearing sediments in the eastern Nankai Trough"Resource Geology. (In press). (2004)
• [文献書誌] Tomaru, H., Matsumoto, R., Chen, Y., Lu, H., Clark, I: "Evolution of gas hydrate system recorded in oxygen and hydrogen isotopes of the interstitial waters, Mallik 5L-38 Research Well, Mackenzie Delta"Canada. Bull. GSC. (In press). (2004)