マグマ熱水系による地下生物圏への低分子有機化合物への供給に関する実験的研究

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14340160
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 今井 亮 東京大学, 大学院・理学系研究科, 助手 (90223304)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 荻原 成騎 東京大学, 大学院・理学系研究科, 助手 (50214044) ; 松本 良 東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (40011762) ; 浦辺 徹郎 東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (50107687) ; 砂村 倫成 産業技術総合研究所, 生物機能工学研究部門, 研究員 ; 難波 謙二 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 助手 (70242162)
• Keywords: 岩石・水反応 / 高温・高圧 / 合成 / 熱水 / 微生物

Research Abstract

本研究は地下における化学合成および混合栄養微生物のエネルギー源となる物質がどの程度有るかを調べるためのものである。本年度新規に作成した熱水合成装置は,岩石と水溶液とが共存する条件下で、低分子有機物の生成量と種類を決定するものである。しかし、その量がきわめて少ないため、事前に十分に検討しておく必要があった。そのため、装置の選定・改良にさきがけて、既存の装置を用いて予備実験を行った。
特に反応容器の容量を決定するため,反応生成物の定量分析を可能とする,出発物質の体積を求める実験が重要であった。具体的には,予想される生成物と同様な性質を持つ固体と溶液に対し,有機・無機化学分析、イオウ同位体分析を行った。これらの結果をもとに各々の分析方法を確立し,検出限界及び定量限界を求めることにより,生成物の定量分析に必要な体積を算出した。以上の実験により得られた条件,及び文献により得られた条件をもととして,水熱合成装置の選定・改良・製作を行った。実験は金製のカプセル中に出発物質を入れて行う。
また,熱水合成実験の出発物質であるSiO_2-Al_2O_3-CaO-K_2O-Na_2O-Fe-S系ガラスを,成分比を変化させて数種類合成した。このガラス合成には700℃を超える高温が必要とされるため,東京大学地震研究所の内熱式高温高圧装置を用いた。
これに加え,低分子有機化合物をエネルギー源とする微生物について,高温高圧下に生息する種を中心として文献調査を行い,本研究で用いる菌種の候補を検討した。