2023-02-13 北海道大学,東京大学
ポイント
●森林火災や化石燃料燃焼の副産物である溶存黒色炭素の太平洋広域における観測を実施。
●深海熱水域からも溶存黒色炭素が供給されることを発見。
●炭素循環のブラックボックスである海洋溶存有機物の動態の理解に大きく貢献。
概要
北海道大学大学院地球環境科学研究院の山下洋平准教授と、同大学大学院環境科学院博士前期課程（研究当時）の森雄太郎氏は、東京大学大気海洋研究所の小川浩史教授と共同で、東太平洋海膨における深海熱水域から熱成炭素である溶存黒色炭素が供給されていることを明らかにしました。
森林火災や化石燃料燃焼に伴い、不完全燃焼産物である煤や炭などの熱成炭素が生成されます。熱成炭素の多くは、環境微生物による分解を受けにくく、土壌や海洋に蓄積されやすいため、地球表層の炭素循環から二酸化炭素を隔離する機能を持つと考えられています。熱成炭素の一部は、水と共に移動可能な形態である溶存黒色炭素に変質し、河川や大気を経由して海洋へと輸送されることが知られています。海洋中では、溶存黒色炭素は太陽光により分解もしくは沈降粒子に吸着され、除去されます。しかし、海洋への溶存黒色炭素の年間の供給量はその除去量よりも小さく、海洋には溶存黒色炭素のミッシングソース（未知の供給源）がある事が指摘されていました。そこで研究グループは、学術研究船白鳳丸により東太平洋を中心とした観測を行い、高温かつ高圧である深海熱水域で生成された溶存黒色炭素が深海に供給されていることを世界で初めて明らかにしました。
海洋に存在する難分解な溶存有機物の総量は大気中の二酸化炭素の総量に匹敵しますが、その起源や生成メカニズムはよく分かっておらず、炭素循環におけるブラックボックスとされています。本研究成果は、難分解な溶存有機物である溶存黒色炭素が深海熱水域から供給されている事を明示しており、炭素循環における溶存有機物の役割を理解する上でも貴重な知見となります。
なお、本研究成果は2023年2月11日（土）公開のScience Advances誌にオンライン掲載されました。
論文名：Hydrothermal-derived black carbon as a source of recalcitrant dissolved organic carbon in the ocean（海洋における難分解な溶存有機物の起源としての溶存黒色炭素）
URL：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.ade3807
本研究の観測点と東太平洋海膨の位置。図の背景の色は水深2500mにおける熱水の影響の指標であるヘリウム同位体（δ3He）の空間分布を示す。
