南海トラフでの世界最大級の微生物メタンの生成、北海道大学などが解明

北海道大学・大学院、岡山大学、海洋研究開発機構の研究グループは、南海トラフにおけるフィリッピン海プレートの沈み込みに伴う熱分解起源のメタンと水素ガスの生成を解明した。

南海トラフや相模トラフ周辺には、主に微生物メタンを含む世界最大級のガスハイドレートや世界最大生産量の水溶性天然ガス田が分布。微生物メタンは水素ガス(H2)と二酸化炭素(CO2)から作られ、堆積層中にCO2は十分存在するが、有機物は少なくH2があまり得られないため、これほどの微生物メタン生成の理由は不明だった。

研究グループは地下深部での多量の水素ガス生成を推測。最新データにより地下深部での堆積有機物の熱分解によるメタンや水素ガスの生成、水素ガスの移動や微生物メタン生成について分析・検討した。

これにより、紀伊半島沖の熊野灘付近では、熱分解起源のメタンと水素ガスの生成は過去約220万年間継続し、これまでに南海トラフ1kmあたり約5,900億m3/km(日本の年間消費量の約5倍)のメタンを生成し、水素ガスの生成量はそれ以上と推定された。フィリッピン海プレートの沈み込み帯(約2000km)では、これまでに莫大なメタンと水素ガスの生成が示唆され、現在も持続。メタン・水素生成帯は同プレートの地震破壊域と重複し、地震発生によりメタンや水素ガスが放出され天然ガス資源形成に寄与していると予想された。

熱分解起源メタンは同地域での活発なメタン湧出や泥火山への寄与や、深部のメタン溜まり形成の可能性がある。また、水素ガス貯留の可能性もある。フィリッピン海プレートの沈み込み帯での持続的なメタン・水素生成が明らかになり、今後の資源探査の進展が期待されるとしている。

論文情報:

【Communications Earth & Environment】Thermogenic methane and hydrogen generation in subducted sediments of the Nankai Trough

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