深海底での現場吸着・培養実験で明らかにする鉄マンガンクラストの成長・元素濃集過程

深海底原位吸附培养实验揭示铁锰结壳的生长和元素富集过程

基本信息

批准号：
20H04316
负责人：
柏原輝彦
金额：
$ 11.23万
依托单位：
Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H04316/
关键词：
現場吸着・培養実験深海底での現場実験現場吸着

项目摘要

本研究の目的は、深海底での元素吸着・微生物培養実験という全く新しいアプローチによって、(i)水酸化鉄やマンガン酸化物などの各構成鉱物への無機吸着反応、(ii)鉱物表面で生じる微生物群衆と微生物－鉱物相互作用、(iii）鉄マンガン鉱物の初期沈殿、の各素過程の詳細と相互関係を明らかにし、その上で、それらが周囲の環境条件の変化とどう対応し天然環境でバリエーションを生み出しているのかを明らかにすることである。今年度は、約半年間の深海底での現場実験によって得られた鉱物試料の化学分析を開始した。まだ分析は途中であるが、半年間の設置期間でも元素によっては、それなりの高濃度で合成鉱物に濃集する傾向があること、また、鉄鉱物やマンガン鉱物の表面特性の違いに応じて濃集する元素に違いがあることが明らかになりつつある。また、人口プレートの表面には鉄やマンガンの微小粒子が付着していることも見えつつある。さらに、合成鉱物の表面には現場実験を通じて微生物が繁殖し、解析に十分な量のDNAが採取できることも分かった。一方、現場実験と同じ場所で採取した天然の鉄マンガンクラストについて化学分析および同位体比分析も行い、水深方向の化学情報の変化を調べた。その結果、水深1000m付近での海水中の酸素濃度の現象、すなわち酸素極小層に対応する形で、希少金属である白金の濃度が上昇すること、テルルの同位体比が変動していることなど、複数の金属元素の挙動の変化を見出した。

这项研究的目的是阐明（i）对每个组成矿物等无机吸附反应的细节和相互作用，例如氢氧化铁和锰氧化物，（ii）微生物人群和微生物 - 微生物的矿物质相互作用，以及（III）矿物质的最初降水，以及（iii）矿物质的原始材料，以及（iii），以及（iii），以及（iii）元素，以及（iii），含有Iranganese米型矿物质矿物质，含量是矿物质矿物质矿物质的材料，含量是新的含量。在深海地板上进行培养实验，并阐明这些过程如何应对周围环境条件的变化并在自然环境中产生变化。今年，我们已经开始对通过在深海床上实验中获得的矿物样品进行化学分析约六个月。尽管分析仍在进行中，但越来越明显的是，即使在六个月的安装期间，某些元素倾向于以相当高的浓度集中在合成矿物上，并且根据铁和锰矿物质的表面特性而浓缩的元素也存在差异。也很明显，铁和锰的细颗粒附着在种群板的表面上。此外，发现微生物通过现场实验在合成矿物的表面生长，从而可以收集足够量的DNA进行分析。另一方面，在与现场实验相同位置收集的天然铁锰地壳也进行了化学分析和同位素比分析，以研究水深方向上化学信息的变化。结果，我们发现多种金属元件的行为发生了变化，例如海水中氧浓度的现象，深度约为1000m，即铂金的浓度，一种稀有金属，增加，以及易尿的同位素比率波动。