Formation of new organic matter sphere by serpentinization in lower crust and upper mantle

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19H01993
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 17040:Solid earth sciences-related
• Research Institution: Shimane University
• Principal Investigator: Sampei Yoshikazu 島根大学, 学術研究院環境システム科学系, 教授 (00226086)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松本 一郎 島根大学, 学術研究院教育学系, 教授 (30335541) ; 大平 寛人 島根大学, 学術研究院環境システム科学系, 准教授 (60273918)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 蛇紋岩 / 有機物 / 付加体 / 中央海嶺 / バクテリア / 超塩基性岩 / 炭化水素 / Rock Eval

Outline of Final Research Achievements

Organic geochemical analysis and characterization of 168 samples of serpentinized ultramafic rocks in the Chubu and Chugoku regions, Japan and 39 samples from the IODP, were conducted to investigate organic matter inorganically generated in the ultra-deep underground (lower crust to upper mantle), a new frontier in the organic and bacterial phases of the subsurface. The results indicate that a part of carbonate carbon was converted to organic carbon in the deep area, that organic matter was generated in the deep subsurface, that most of the organic matter was decomposed by hydrothermal alteration in the shallow subsurface, and that most of the organic matter was immediately used by bacteria in the shallow subsurface of the ridge system.

Free Research Field

有機地球化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

地下深部における蛇紋岩化作用では水素が発生するだけでなく，無機的プロセスで有機物が生成されること，およびそれらはすぐにバクテリアによって利用されることが分った。地球生命が誕生する38億年よりも前にはバクテリアはいなかったので，蛇紋岩化作用がつくる有機物は生命の起源の材料の一部としてどんどん多くなっていった可能性がある。また，地球の炭素循環の観点からは，地球内部において還元された炭素を増やすシステムを形成していると理解され，熱エネルギーを化学結合エネルギーに変換して地球内部にエネルギーを貯蔵する場を形成していると考えられる。