海水中のメタンガスの炭素および水素同位体比に関する研究

海水中甲烷气体碳氢同位素比研究

基本信息

批准号：
01540468
负责人：
蒲生俊敬
金额：
$ 1.02万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
财政年份：
1989
资助国家：
日本
起止时间：
1989 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-01540468/
关键词：
メタンガス安定同位体比海底熱水系海底冷湧水系潜航調査

项目摘要

海底の熱水系や冷湧水系から海水中に供給されるメタンガスの起源を明らかにするために、メタンガスの濃度を測定すると同時に、メタンの炭素と水素の安定同位体比測定を試みた。海水試料は、沖縄トラフ海底熱水活動域(1986年6〜7月のJAMSTEC「しんかい2000」調査)、相模湾初島沖冷湧水域(7月の淡青丸KT89-11次航海)、および南海トラフ冷湧水域(8〜9月の日仏KAIKO-NANKAI計画)より採取した。メタン濃度はFIDガスクロマトグラフィ-によって測定した。船上で海水より分離した気体試料を保存して持ち帰り、その中に含まれるメタンを酸化銅によって酸化した。炭素は二酸化炭素ガスとして、また水素は水として回収し、それぞれの同位体比をMAT250同位体比質量分析計によって測定した。沖縄トラフ海底熱水は溶存ガス濃度がきわめて高く、その主成分は二酸化炭素、硫化水素およびメタンであった。水温320℃のブラックスモ-カ-試料のメタン含量は約8mmol/kgに達し、東太平洋海膨21°Nにおける海底熱水噴出域での値(0.06mmol/kg)の100倍以上という高濃度を示した。メタンの炭素同位体比(δ^<13>C)は-32〜-42〓、水素同位体比(δD)は-210〜-250〓の範囲の値を示した。炭素同位体比はマグマ起源のメタン(約-15〓)に比べて明らかに軽い値を示し、バクテリア起源もしくは有機物の熱分解によるメタンの寄与のあることが明らかになった。また南海トラフでは、海底直上海水から最高4.0μmol/kgのメタンが検出され、著しくメタンに富んだ冷湧水の供給されていることが実証された。メタンの同位体比はまだ分析されていないが、メタン/エタン比が10^3以上と大きいこと、およびメタンが酸化されて生じたと見られる海底の炭酸塩試料が-40〜-50という軽いδ^<13>C値を持つことから、ここでのメタンガスはバクテリア起源と考えられる。

为了阐明海水和冷泉水系统中在海水中提供的甲烷气体的起源，测量了甲烷气体的浓度，同时测量了甲烷碳和氢的稳定同位素。海水样品是冲绳槽西提谷热水活动区（Jamstec“ Shinkai 2000”从1986年6月到7月），Sagami Bay的Hatsushima Cold Spring Water（7月KT89-11 Tanmaru KT89-11 Terrine）和Nankai槽冷泉区（日本八月至九月在日本举行的Kaiko-Nankai计划）。通过FID气相色谱法测量甲烷浓度。将与海水分离的气体样品存储并带回船上，其中包含的甲烷被氧化铜氧化。将碳作为二氧化碳收集，并以水为水，并通过MAT250同位素兼容的质量分析仪测量每个示威比。冲绳槽海蝇热水的气体浓度很高，其主要成分是二氧化碳，硫化氢和甲烷。 320°C的水温达到约8 mmol/kg，在21°N的东太平洋海洋海洋海底浮点区域的值（0.06 mmol/kg）的100倍以上（0.06 mmol/kg）显示。甲烷的碳同位素比（δ^<13> c）显示-32--42〓的值，氢化型比（ΔD）的值为-210至-250〓。碳同位素比显然比岩浆甲烷（约15°）轻，并且发现它由于细菌起源或有机热分解而导致甲烷。在南卡槽中，从上海水中检测到最多4.0μmol/kg甲烷，并提供出色的甲烷。尚未分析甲烷的同位素比，但是甲烷/乙烷比大于10 ^3或更高，甲烷是带有海底碳酸化样品的光δ >由于具有C值，因此这里的甲烷气体被认为是细菌起源。