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。

为了弄清楚海底热液系统和冷泉水系统供应海水的甲烷气体的来源，我们测量了甲烷气体的浓度，同时尝试测量甲烷中碳和氢的稳定同位素比。海水样品采集自冲绳海槽海底热液活动区（1986年6月至7月JAMSTEC“新海2000”调查）、相模湾初岛近海冷泉区（淡星丸KT89-11号邮轮7月）、南海海槽采自冷泉地区（8月至9月日本-法国KAIKO-NANKAI项目）。通过FID气相色谱法测量甲烷浓度。船上从海水中分离出来的气体样本被保存带回，其中所含的甲烷被氧化铜氧化。将碳作为二氧化碳气体回收，将氢作为水回收，使用MAT250同位素比质谱仪测定各自的同位素比。冲绳海槽海底热液含有极高浓度的溶解气体，其主要成分为二氧化碳、硫化氢和甲烷。黑烟囱样品在320°C水温下的甲烷含量达到约8 mmol/kg，是北纬21°海底热液喷口区甲烷含量（0.06 mmol/kg）的100倍以上。东太平洋崛起。甲烷的碳同位素比(δ^ 13 C)在-32至-42〓范围内，氢同位素比(δD)在-210至-250〓范围内。碳同位素比明显轻于源自岩浆的甲烷（约-15〓），表明源自细菌或有机物热分解的甲烷有所贡献。此外，在南海海槽直接在海底的海水中检测到高达4.0μmol/kg的甲烷，这表明冷泉水的甲烷含量极高。甲烷的同位素比尚未分析，但甲烷/乙烷比值很大，超过10^3，海底碳酸盐样品被认为是甲烷氧化形成的，其轻δ为-40 ^<13>由于它具有C值，因此这里的甲烷气体被认为是细菌来源的。