著者

松本 良 奥田 義久 蛭田 明宏 戸丸 仁 竹内 瑛一 山王 梨紗 鈴木 麻希 土永 和博 石田 泰士 石崎 理 武内 里香 小松原 純子 Antonio Fernando FREIRE 町山 栄章 青山 千春 上嶋 正人 弘松 峰男 Glen SNYDER 沼波 秀樹 佐藤 幹夫 的場 保望 中川 洋 角和 善隆 荻原 成騎 柳川 勝則 砂村 倫成 後藤 忠則 廬 海龍 小林 武志

出版者

公益社団法人 東京地学協会

雑誌

地学雑誌 (ISSN:0022135X)

巻号頁・発行日

vol.118, no.1, pp.43-71, 2009-02-25 (Released:2010-04-05)

参考文献数

46

被引用文献数

65 58

---

A number of extensive methane plumes and active methane seeps associated with large blocks of methane hydrates exposed on the seafloor strongly indicate extremely high methane flux and large accumulations of methane hydrate in shallow sediments of the Umitaka spur and Joetsu knoll of the Joetsu basin 30 km off Joetsu city, Niigata Prefecture. Crater-like depressions, incised valleys, and large but inactive pockmarks also indicate methane activities over the spur and knoll. These features imply strong expulsions of methane gas or methane-bearing fluids, and perhaps lifting and floating-up of large volumes of methane hydrate to the sea surface. High heat flow, ∼100 mK/m, deposition of organic-rich strata, ∼1.0 to 1.5%TOC, and Pliocene-Quaternary inversion-tectonics along the eastern margin of the Japan Sea facilitate thermal maturation of organic matters, and generation and migration of light-hydrocarbons through fault conduits, and accumulation of large volumes of methane as methane hydrate in shallow sediments. Microbial methane generation has also contributed to reinforcing the methane flux of the Joetsu basin. Regional methane flux as observed by the depth of the sulfate-methane interface (SMI) is significantly high, < 1 m to 3 m, when compared to classic gas hydrate fields of Blake Ridge, 15 to 20 m, and Nankai trough, 3 to 15 m. δ13C of methane hydrate and seep gases are mostly within -30 to -50‰, the range of thermogenic methane, while dissolved methane of the interstitial waters a few kilometers away from seep sites are predominated by microbial with δ13C of -50 to -100‰. Seismic profiles have revealed fault-related, well-developed gas chimney structures, 0.2 to 3.5 km in diameter, on the spur and knoll. The structures are essential for conveying methane from deep-seated sources to shallow depths as well as for accumulating methane hydrate (gas chimney type deposits). The depth of BSR, which represents the base of gas hydrate stability (BGHS), on the spur and knoll is generally 0.20 to 0.23 seconds in two-way-travel time, whereas the BSRs in gas chimneys occur at 0.14 to 0.18 seconds, exhibiting a sharp pull-up structure. The apparent shallow BGHS is due to the accumulation of large volumes of high-velocity methane hydrate in gas chimneys. The depth to BGHS is estimated to be 115 m on an experimentally determined stability diagram, based on an observed thermal gradient of 100 mK/m. Then the velocity of the sediments on the Umitaka spur is calculated to be 1000 m/s, which is anomalously low compared to normal pelagic mud of 1600-1700 m/s. This exciting finding leads to the important implication that sediments of the Umitaka spur contain significant amounts of free gas, although the sediments are well within the stability field of methane hydrate. The reasons for the existence of free gas in the methane hydrate stability field are not fully explained, but we propose the following possible mechanisms for the unusual co-existence of methane hydrate and free-gas in clay-silt of the spur. (i) High salinity effect of residual waters, (ii) degassing from ascending fluids, (iii) bound water effect and deficiency of free-waters, and (iv) micro-pore effect of porous media. All of these processes relate to the development of gas hydrate deposits of the Umitaka spur.(View PDF for the rest of the abstract.)

著者

松本 良 奥田 義久 青山 千春 沼波 秀樹 町山 栄章 砂村 倫成 蛭田 明宏 石田 泰士 小松原 純子 武内 里香 弘松 峰男 戸丸 仁 グレン・シュナイダー

出版者

一般社団法人 日本地質学会

雑誌

日本地質学会学術大会講演要旨 第112年学術大会(2005京都) (ISSN:13483935)

巻号頁・発行日

pp.85, 2005-09-10 (Released:2017-08-21)

著者

砂村 倫成 野口 拓郎 山本 啓之 岡村 慶

出版者

公益社団法人 東京地学協会

雑誌

地学雑誌 (ISSN:0022135X)

巻号頁・発行日

vol.118, no.6, pp.1160-1173, 2009-12-25 (Released:2010-03-23)

参考文献数

59

被引用文献数

3 2

---

Hydrothermal circulations supply a huge amount of chemical species into the deep sea. More than 99% of chemical species emitted from high-temperature hydrothermal fluids flow into the deep sea and construct deep-sea hydrothermal plumes. Observations of hydrothermal plumes have led studies of deep-sea hydrothermal vents, such as locating deep-sea hydrothermal vents, locating deep-sea volcanic eruptions, and calculating geochemical fluxes from sub-seafloor to deep ocean. Hydrothermal plumes affect the microbial community in deep seas by supplying many reduced chemicals, which are possible energy sources of chemolithotrophic microbes. This paper (1) reviews physical, chemical, biological studies of hydrothermal plumes and (2) discusses novel field survey technology and ecological infection of sub-seafloor to the deep-sea environment.

著者

松本 良 奥田 義久 青山 千春 沼波 秀樹 町山 栄章 砂村 倫成 蛭田 明宏 石田 泰士 小松原 純子 武内 里香 弘松 峰男 戸丸 仁 グレン・シュナイダー

出版者

日本地質学会

雑誌

日本地質学会学術大会講演要旨

巻号頁・発行日

vol.112, 2005-09-10

著者

内田 慎一 藤森 淳 浦辺 徹郎 砂村 倫成 坪野 公夫 須藤 靖 三河内 岳 佐藤 哲爾 二宮 哲平

出版者

東京大学大学院理学系研究科・理学部

雑誌

東京大学理学系研究科・理学部ニュース (ISSN:21873070)

巻号頁・発行日

vol.44, no.6, pp.5-9, 2013-03

---

退職にあたって/内田慎一先生を送る/定年の今送る「手紙~拝啓十五の君へ~」/浦辺徹郎先生を送る/時代はまわる/坪野公夫先生を送る/宮本正道先生を送る/前へ!/定年後の8万時間

著者

砂村 倫成 大和田 紘一

出版者

Japanese Society of Microbial Ecology · The Japanese Society of Soil Microbiology

雑誌

Microbes and Environments (ISSN:13426311)

巻号頁・発行日

vol.13, no.1, pp.45-50, 1998-03-31 (Released:2009-10-05)

参考文献数

31

---

One of the gases which scientists have so much concern related to global warming is methane. Although amounts of methane release to atmosphere from ocean and coastal areas are not so enormous compared with wetlands and rice paddies, methane stock in the sediments is considered to be big amount. It means probably that methane produced by microbial activity is oxidized and recycled also by the aerobic and anaerobic microbial activity in the sediments and waters. Unfortunately, however, quite few information is now available on the methanogenic activity related to population of methanogenic bacteria and other groups of microorganisms. In this paper, we mentioned about our study on methanogenic bacteria conducted in the Japanese coastal waters and also reviewed the studies of them which have been done in various regions.

著者

原 修一 角皆 潤 小松 大祐 中川 書子 芦 寿一郎 中村 光一 砂村 倫成 土岐 知弘

出版者

一般社団法人日本地球化学会

雑誌

日本地球化学会年会要旨集 2014年度日本地球化学会第61回年会講演要旨集

巻号頁・発行日

pp.44, 2014 (Released:2014-09-12)

---

高知県沖の足摺海丘(山頂水深543m)直上の海水中ではメタンの高濃度異常が観測されており、この海丘から海水中にメタンが放出されているものと考えられている。本研究では、この足摺海丘のメタン湧出フラックスや、大気へのメタン漏出の可能性の有無を検討することを目的として、2013年9月に足摺海丘およびその周辺において海水試料を採取し、海丘直上及び周辺海水中のメタン濃度分布を定量化した。更にメタンの炭素・水素安定同位体比も同時に分析し、その成因が微生物起源か、それとも熱分解起源であるのか、また海水中における微生物酸化分解の有無に関する考察を行った。分析の結果、足摺海丘直上の試料から高濃度のメタンが検出された(最高145 nmol/L)。また海水中のメタン濃度分布から、海丘から見て北東方向の水深450 m~660 mの範囲に、メタンプルームが広がっていることが明らかになった。

著者

木暮 一啓 小川 浩史 砂村 倫成 河原林 裕 浜崎 恒二 常田 聡 西村 昌彦 浦川 秀敏 千浦 博 井上 健太郎

出版者

東京大学

雑誌

基盤研究(A)

巻号頁・発行日

2006

---

近年の研究から、海洋の中心層には古細菌が広く分布することが分かってきた。1000m以深では、数的には原核生物のうちの半数近くを占めることが見出されてきたが、今のところ分離株が全くなく、その生態、系統、物質循環に対する寄与などについては殆ど未知の状況である。これらの環境は低温、高圧、貧栄養で特徴付けられるが、こうした環境は従来から知られていた古細菌の好熱性、好塩性、嫌気性などの性質からはずれがある。従ってこれらを非極限性の古細菌と呼ぶことにする。本研究はこの一群を中心とした古細菌に対する学際的研究である。本研究では様々な課題を扱ったが、最大の成果は外洋域中心層から複数の古細菌を分離し、その系統的位置づけおよび性情等についての検討を開始できたことである。これは我々の知る限り、世界で初めてのことである。さらに、それが系統的には好塩性の古細菌に近縁であることが分かったことから、非極限性古細菌群集の起源や古細菌の進化上の広がりなどについて新たな仮説を提示できる段階に至った。

著者

浦辺 徹郎 沖野 郷子 砂村 倫成 石橋 純一郎 高井 研 鈴木 勝彦

出版者

Tokyo Geographical Society

雑誌

地學雜誌 (ISSN:0022135X)

巻号頁・発行日

vol.118, no.6, pp.1027-1036, 2009-12-25

被引用文献数

4 1

---

Since the discovery of rich microbial communities at and around seafloor hydrothermal sites, their extension towards the oceanic crust beneath the seafloor is of great interest not only for microbial physiology/ecology but also for a wide range of Earth and planetary sciences. How can the communities survive in such an extreme environment? What kinds of metabolism are in action? It is proposed that the sub-seafloor ecosystems are characterized by different kinds of chemosynthetic primary production (carbon fixation), all of which are supported by chemical energy supplied from the sub-seafloor aquifers. We designate the unseen aquifers as sub-seafloor TAIGAs (great rivers) which are responsible for a geochemical flux equivalent to or even larger than that of terrestrial river runoff (<i>e.g.</i> Wheat and Mottl, 2000). Besides, they are responsible for supplying nutrients to microbes beneath the seafloor. We hypothesize that there are four representative TAIGAs based on the chemical energy of compounds of sulfur, carbon (methane), iron, and hydrogen, all of which are supported by the TAIGAs. It is important to note that the sub-seafloor ecosystems are controlled extensively by or are mutually related to the types of TAIGA that flow at the site. The hypothesis can be tested through cooperative research among microbiologists, geochemists, geophysicists, and geologists.

著者

内田 慎一 藤森 淳 浦辺 徹郎 砂村 倫成 坪野 公夫 須藤 靖 三河内 岳 佐藤 哲爾 二宮 哲平

出版者

東京大学大学院理学系研究科・理学部

雑誌

東京大学理学系研究科・理学部ニュース (ISSN:21873070)

巻号頁・発行日

vol.44, no.6, pp.5-9, 2013-03

---

退職にあたって/内田慎一先生を送る/定年の今送る「手紙~拝啓十五の君へ~」/浦辺徹郎先生を送る/時代はまわる/坪野公夫先生を送る/宮本正道先生を送る/前へ!/定年後の8万時間

著者

布浦 拓郎 砂村 倫成 眞壁 明子 井上 一大 菊池 徹 小出 修 上野 雄一郎 宮崎 淳一 高井 研

出版者

日本微生物生態学会

雑誌

日本微生物生態学会講演要旨集

巻号頁・発行日

no.25, 2009-11-21

著者

浦辺 徹郎 沖野 郷子 砂村 倫成 石橋 純一郎 高井 研 鈴木 勝彦

出版者

東京大学

雑誌

新学術領域研究(研究領域提案型)

巻号頁・発行日

2008-11-13

---

地下・海底下に存在する大量の水は、流域の岩石との反応により、海洋を含む地球表層環境や生命活動に大きな影響を与えると考えられてきた。本研究では、海底下の水の流れを地質学的背景から4種類に分類し(4つの大河仮説)、鉱床形成を含めた物質循環システムと微生物生態系システムが4つの大河に対応して制御されていることを、期間中に実施した33の研究航海と物理・化学・生物・地質の分野横断的手法を通じて明らかにした。

著者

砂村 倫成 山本 啓之 岡村 慶 福場 辰洋 臼井 朗 リンズィ ドゥーグル

出版者

東京大学

雑誌

新学術領域研究(研究領域提案型)

巻号頁・発行日

2008

---

海底下の大河の海洋環境への化学・生物学・生態学的影響評価のため、深海熱水プルームの時空間定量化を実施した。熱水プルーム観測のため、現場測器・サンプリング装置・音響探査手法を開発し、西太平洋やインド洋の18箇所の熱水域にて、自律型潜水艇を含む調査航海を実施した。熱水プルーム中での微生物群集組成と噴出熱水成分の相関性を見出し、プルーム内での4つの大河仮説が検証された。熱水プルーム内での微生物による一次生産量測定手法を開発し、一次生産量を見積もるとともに、動物プランクトン化学分析により、熱水プルームでの有機物生産が深海生態系に一定の影響を及ぼしている証拠を初めて提示することができた。