【研究・知財戦略機構】ガスハイドレート研究所主導の研究コンソーシアムが、日本海とオホーツク海の広い海域に複数の表層ガスハイドレートを発見

2012年10月29日
明治大学 研究・知財戦略機構

 本学研究・知財戦略機構の特定課題研究ユニットの一つであるガスハイドレート研究所(代表者:松本良特任教授)を中心とする「表層ガスハイドレート研究コンソーシアム*1) 」は、2011年および2012年の夏、日本海とオホーツク海の排他的経済水域内において調査を行った結果、上越沖と同様の表層ガスハイドレート*2)が日本海とオホーツク海の複数の海域に分布することを明らかにしました。

 ガスハイドレートは、メタンやエタンなどの炭化水素ガスと水分子がつくる氷状の固体物質であり、新しい天然ガス資源として注目されています。

表層ガスハイドレートは、物理探査データなどから海底下数10mまで分布すると推定されており、今回の発見は、日本海やオホーツク海と同様の地質条件の他の海盆にもたくさんの表層ガスハイドレート/ガスチムニー*3)が分布することを示唆していることから、今後の調査展開が期待されます。

 主な発表内容は、次のとおりです。
・概 要:
 「表層ガスハイドレート研究コンソーシアム」は2011年および2012年の夏、日本海とオホーツク海の排他的経済水域内において6回の総合学術調査*4)を行い、日本海東縁および北海道網走沖の表層堆積物中から塊状ガスハイドレートの回収に成功しました。これら海域および日本海南西縁の調査海域において、表層ガスハイドレートの集積を示唆する多数のガスチムニーとメタンプルーム*5)を確認しました。さらに堆積物コアの分析から、これら海域では深部からのメタンの供給(メタンフラックス*6))が極めて高いことを明らかにしました。
 本コンソーシアムの前身である東京大学を中心とする研究グループは、2004年より日本海東縁上越沖においてガスハイドレートの産状と起源を解明するための学術調査を実施*7)していますが、表層ガスハイドレートの集積は常にガスチムニーをともない、強いメタンフラックスで特徴付けられることを明らかにしています。
 今回の調査により、日本海と網走沖オホーツク海の複数の海域で表層ガスハイドレートあるいはその存在を強く示唆するガスチムニーが多数確認されたことは、学術的にも資源探査の上からも極めて重要な意味を持つものと言えます。

 なお、本研究を進めるにあたり科学研究費補助金(基盤A 2007-2010, 2012-2013)、産業技術総合研究所との共同研究/受託研究(2010-2012)、およびその他の外部資金を使用しました。記して謝意を表します。

・用語解説:
1)表層ガスハイドレート研究コンソーシアム
 研究・知財戦略機構の特定課題研究ユニットの一つであるガスハイドレート研究所を拠点として、北見工業大学、東京大学、千葉大学、熊本大学、大阪大学、信州大学、東京海洋大学、秋田大学、東京家政学院大学、学習院大学、生命の星・地球博物館、函館工業高等専門学校などの研究者および海洋電子株式会社の技術者からなる研究共同体です。ガスハイドレートの産状と起源、環境インパクトと資源ポテンシャルの解明を目指して総合的学術研究と探査機器の開発を進めています。

2)表層ガスハイドレート
 ガスハイドレートとは、メタンやエタンなどの炭化水素ガスと水分子がつくる氷状の固体物質です。十分な量のガスと水が存在すれば、深海堆積物や永久凍土のような低温・高圧条件下で容易に生成し安定に存在することが分かっています。

3)ガスチムニー
 反射法地震探査あるいはサブボトムプロファイラー探査で観測される、海底下に柱状に発達する音響的特異帯です。反射強度の著しい低下や“不鮮明な(カオティックな)”反射イメージで特徴付けられ、ガスの移動通路と考えられています。ガスチムニーの水平断面の長径は数100m~3km、海底からの深度はサブボトムプロファイラー(測深深度は海底下100m程度)では“底”を確認出来ませんが、地震探査記録からその“根”は音響的不連続面より遥かに深い数100m~1km以上と推定されます。今回調査した全ての海域で良く発達したチムニーが多数確認されました。

4)総合学術調査
 海鷹丸(東京海洋大学)、白鳳丸(海洋研究開発機構)などによる音響的地形地質調査と採泥・採水調査のことです。2011年白鳳丸調査(HK11-09)では東京大学大気海洋研究所のNSS(自航式深海底サンプル採取システム)によりメタン湧出点付近のコアを採取し海底のバクテリアマット映像を取得しました。

5)メタンプルーム
 海底から立ち上がるメタンガスの気泡およびガスハイドレート被膜で覆われたメタンガス気泡の密集帯です。ガスチムニーを経て海底に達し深層水中に湧出したメタンガスの気泡は低温・高圧の深層環境でただちにハイドレート化し、ハイドレートの被膜で覆われたメタン気泡として海水中を浮上し“気泡”の柱(プルーム)を作ります。網走沖では密集したプルーム群が確認できましたが、ガスチムニーが常にプルームをともなうわけではありません。

6)メタンフラックス
 海底下数十m~数kmにおいて、有機物の微生物分解あるいは熱分解によって生成したメタンやエタンなどの炭化水素ガスは、浅所へ向かって拡散・移動しその一部が堆積物中にガスハイドレートとして固定されます。従って堆積物中のガスハイドレート量はメタンフラックスに強く依存します。メタンは堆積物中の水(間隙水)に含まれる硫酸イオン[SO42-]を還元し消費するため、堆積物中の[SO42-]濃度の深度方向への減衰率や消滅深度(=SMI)からメタンフラックスの強度を評価できます。上越沖の表層ガスハイドレートが密集する場所(マウンド)では、SMI=1~2mですが、周辺部では4m以深です。今回調査海域ではSMI<2mが広い海域で観測されています。

7)上越沖のガスハイドレート:
2004年より上越市沖30-50kmの上越海盆において、地震探査、ピストンコアリング、ROVによる海底観察とサンプリング、AUVによる高分解能地形地質探査、微生物・底棲生物解析を含むガスハイドレート総合学術調査を実施し、表層堆積物中に塊状あるいは板状のガスハイドレートが密集して産し、海底にはしばしばマウンド(小丘)やポックマーク(すり鉢型の窪地)が形成されることを明らかにしました。その分布とガス組成およびガスの起源から、表層ガスハイドレートの形成には日本海の形成(海盆の拡大と収縮、豊富な有機物、高い熱流量)が密接に関わると考えられます。

<参考リンク>
特定課題研究ユニット一覧 2012年度(ガスハイドレート研究所紹介)
以 上
 

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