高塩化に対する海洋一次生産者の応答－最先端有機分析で読み解く地中海塩分危機－

海洋初级生产者对高盐度的反应 - 利用尖端有机分析了解地中海盐度危机 -

• 批准号: 16J07844
• 负责人: 伊左治 雄太
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2016
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2016-04-22 至 2018-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16J07844/
• 关键词: 高塩環境; 炭素・窒素循環; 色素化合物; 炭素・窒素同位体比; 地中海塩分危機; 生物地球化学循環; 化合物レベル安定同位体比

本年度は、現代の塩田の窒素循環を明らかにし、それを踏まえた上でおよそ600万年前に起こった地中海塩分危機時の窒素循環を明らかにすべく研究を行った。シチリア島トラパニの塩田で採取した表層高塩水・間隙水の硝酸およびアンモニア態窒素の濃度と窒素同位体比を測定するとともに、バイオマット試料中のクロロフィルaやバクテリオクロロフィルaを高速液体クロマトグラフィーで単離・精製し、化合物レベルの窒素同位体比を測定した。これらのデータから、塩田では低い窒素同位体比を持つ溶存アンモニアが蒸発したことで窒素同位体比が高くなったアンモニア態窒素が蓄積しており、光合成生物の主要な窒素源となっていることが明らかになった。このように特徴的な窒素同位体比は、過去の高塩環境の窒素循環を明らかにする上で有用な指標となることが期待される。実際に、およそ550万年前の地中海塩分危機最盛期に堆積したシチリア島レアルモンテ岩塩鉱山の堆積物について、クロロフィルの分解生成物であるポルフィリンの単離・精製・窒素同位体比測定を行ったところ、極めて高い窒素同位体比を持つことが今回明らかになった。これは、地中海塩分危機最盛期に塩田と類似した極限高塩環境の窒素循環が形成されていたことを示唆する。一方で、イタリア北部アペニン山脈で採取された地中海塩分危機ステージ１の黒色頁岩層からは、当時の堆積環境においてシアノバクテリアなどの窒素固定細菌が窒素を供給していたことが示唆され、地中海塩分危機時の窒素循環がダイナミックに変動していたことが明らかになった。

今年，我们揭示了现代盐场的氮周期，因此，我们进行了研究，以阐明大约600万年前发生的地中海盐度危机期间的氮循环。在Trapani的盐场中收集的表面高盐水和孔中的硝酸和氨氮的浓度和氮同位素比，测量了西西里岛，并测量了叶绿素A和叶绿素A和叶绿素A和叶绿素a和Biomonomophyll a在Biomats中通过高性能液体水平的含量分离并净化了Biomats样品，以测量nIsoggonice iS NITOROGEN。这些数据表明，氮同位素比较高的氮因氮同位素比率较低而在盐场中积累，并且是光合作用生物体的氮的主要来源。预计这种特征性氮同位素比是阐明过去高盐环境中氮循环的有用指标。实际上，西西里岛的Realmonte盐矿石的沉积物是在地中海盐度危机的高峰时期沉积的，大约550万年前，被隔离，纯化，纯化和氮同位素比率，用于卟啉，氯植物的分解，现在已经显示出它具有极高的高级Nitroge，它已经显示出它具有极高的高级Nitroge。这表明在地中海盐度危机的高峰期，形成了非常高的盐环境中的氮循环，与盐场相似。另一方面，在意大利北部的阿平宁山脉收集的地中海盐度危机的第1阶段的黑色页岩形成表明，诸如氰基菌病等固氮细菌在当时的沉积环境中提供氮，表明在Medititerran salienter saliention saliention saliention saliention fallucis foldecic ofdyic foldic offuct ofdyic offuct criste cypecipation。

项目成果

Multi-element, compound-specific isotope analysis of chloropigments: Insights into the biogeochemical cycle of the microbial mat in the shallow hypersaline environment

氯化色素的多元素、化合物特异性同位素分析：深入了解浅层高盐环境中微生物垫的生物地球化学循环

• 发表时间: 2017
• 作者: Isaji;Y.;H. Kawahata;J. Kuroda;T. Yoshimura;N. O. Ogawa;D. Araoka;A. Makabe;A. Suzuki;T. Shibuya;F. J. Jimenez-Espejo;Y. Takano;S. Lugli;A. Santulli;V. Manzi;M. Roveri;and N. Ohkouchi
• 通讯作者: and N. Ohkouchi

Biological and physical modification of carbonate system parameters along the salinity gradient in shallow hypersaline solar salterns in Trapani, Italy

意大利特拉帕尼浅层超盐日光盐场中碳酸盐系统参数沿盐度梯度的生物和物理修改

• DOI: 10.1016/j.gca.2017.04.013
• 发表时间: 2017
• 期刊: Geochimica et Cosmochimica Acta
• 影响因子: 5
• 作者: Isaji Y.;H. Kawahata;J. Kuroda;T. Yoshimura;N. O. Ogawa;A. Suzuki;T. Shibuya;F. J. Jimenez-Espejo;S. Lugli;A. Santulli;V. Manzi;M. Roveri;and N. Ohkouchi
• 通讯作者: and N. Ohkouchi

Carbon and nitrogen isotopic compositions of chloropigments and porphyrins as a tool for elucidating the biogeochemical cycle of the aquatic system

氯化色素和卟啉的碳和氮同位素组成作为阐明水生系统生物地球化学循环的工具

• 发表时间: 2016
• 作者: Isaji;Y.;H. Kawahata;J. Kuroda;T. Yoshimura;N. O. Ogawa;H. Suga;A. Makabe;A. Suzuki;T. Shibuya;F. J. Jimenez-Espejo;S. Lugli;A. Santulli;V. Manzi;M. Roveri;and N. Ohkouchi
• 通讯作者: and N. Ohkouchi

δ26Mg of the chloropigments from oxygenic and anoxygenic phototrophic bacteria inside the benthic microbial mat of the Trapani solar salterns (Italy)

特拉帕尼日光盐场底栖微生物垫内含氧和缺氧光养细菌的氯化色素的 δ26Mg（意大利）

• 发表时间: 2017
• 作者: Isaji;Y.;T. Yoshimura;D. Araoka;J. Kuroda;N. O. Ogawa;Y. Takano;F. J. Jimenez-Espejo;A. Makabe;A. Suzuki;T. Shibuya;S. Lugli;A. Santulli;V. Manzi;M. Roveri;H. Kawahata;and N. Ohkouchi
• 通讯作者: and N. Ohkouchi

地球化学試料に含まれる炭質物の非破壊・半破壊・破壊分析によるシームレスイメージング解析

使用对地球化学样品中所含碳质材料进行非破坏性、半破坏性和破坏性分析的无缝成像分析

• 发表时间: 2017
• 作者: Isaji;Y.;H. Kawahata;Y. Takano;N. O. Ogawa;J. Kuroda;T. Yoshimura;F. J. Jimenez-Espejo;S. Lugli;V. Manzi;M. Roveri;N. Ohkouchi;伊左治雄太，川幡穂高，高野淑識，小川奈々子，黒田潤一郎，吉村寿紘， F. J. Jimenez-Espejo，S. Lugli，V. Manzi，M. Roveri，大河内直彦;伊左治雄太，高野淑識，井尻暁，黒田潤一郎，吉村寿紘， F. J. Jimenez-Espejo，S. Lugli，稲垣史生，V. Manzi，M. Roveri，川幡穂高，大河内直彦;高野淑識，伊左治雄太，山田桂太，橘省吾，井尻暁，大河内直彦
• 通讯作者: 高野淑識，伊左治雄太，山田桂太，橘省吾，井尻暁，大河内直彦