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。

为了阐明海底水热和冷弹道系统中提供在海水中的甲烷气的起源，我们还试图测量甲烷碳和氢的稳定同位素比。 Seawater samples were collected from the Okinawa Trough submarine hydrothermal activity area (survey of JAMSTEC's Shinkai 2000 from June to July 1986), the cold spring area off Hatsushima, Sagami Bay (Tanaomaru KT89-11th voyage in July), and the Nankai Trough cold spring area (Japan-France KAIKO-NANKAI project from August to September).甲烷浓度由FID气相色谱法确定。与海水分离的气态样品存储在船上并带回家，其中含有的甲烷用氧化铜氧化。收集碳作为二氧化碳和氢作为水收集，并通过MAT250同位素比质谱仪测量每个碳的同位素比。冲绳槽海床热水的溶解气体浓度很高，其主要成分是二氧化碳，硫化氢和甲烷。在320°C的水温下，黑人吸烟者样品的甲烷含量达到约8 mmol/kg，表明在东太平洋膨胀21°N（0.06 mmol/kg）的值（0.06 mmol/kg）的高浓度超过100倍（0.06 mmol/kg）。甲烷的碳同位素比（δ^<13> C）在-32至-42〓的范围内，氢同位素比（ΔD）在-210至-250〓的范围内。碳同位素比显然比岩浆起源的甲烷（大约-15〓）较轻，并且发现甲烷是通过细菌起源或有机物的热解作用的。在南卡槽中，在海床下方的上海水中检测到高达4.0μmol/kg的甲烷，这表明它正在提供更多富含甲烷的冷泉。甲烷的同位素比率尚未分析，但是这里的甲烷气体被认为具有细菌的起源，因为甲烷/乙烷比大于10^3或更多，并且据信是由甲烷氧化产生的海底碳酸盐样品，具有光δ^^13> C值-40至-50。