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J-GLOBAL ID：201702224887869904   整理番号：17A0015967

250°Cおよび350°C,500バールにおけるコマチアイトとCO₂富化海水との反応:冥王代海底熱水系における水素生成の含意

Reactions between komatiite and CO₂-rich seawater at 250 and 350 °C, 500 bars: implications for hydrogen generation in the Hadean seafloor hydrothermal system

著者 (7件)： UEDA Hisahiro (Tokyo Inst. of Technol., Tokyo, JPN) ,  UEDA Hisahiro (Japan Agency for Marine-Earth Sci. and Technol. (JAMSTEC), Yokosuka, JPN) ,  SHIBUYA Takazo (Japan Agency for Marine-Earth Sci. and Technol. (JAMSTEC), Yokosuka, JPN) ,  SAWAKI Yusuke (Tokyo Inst. of Technol., Tokyo, JPN) ,  SAITOH Masafumi (Japan Agency for Marine-Earth Sci. and Technol. (JAMSTEC), Yokosuka, JPN) ,  TAKAI Ken (Japan Agency for Marine-Earth Sci. and Technol. (JAMSTEC), Yokosuka, JPN) ,  MARUYAMA Shigenori (Tokyo Inst. of Technol., Tokyo, JPN)
資料名： Progress in Earth and Planetary Science (Web)  (Progress in Earth and Planetary Science (Web))
巻： 3  号： Nov  ページ： 3:35 (WEB ONLY)  発行年： 2016年11月 
JST資料番号： U0650A  ISSN： 2197-4284  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： ドイツ (DEU)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 冥王代のコマチアイト関与海底熱水系における熱水場の化学的特性を理解するために,250および350°C,500バールで,合成コマチアイトとCO₂富化酸性NaCl流体による2つの水熱蛇紋岩化実験を行った。実験中,コマチアイトは激しく炭酸化され,250°Cで,鉄分含有ドロマイト(3~9重量%FeO)および350°Cで,方解石(<0.8重量%FeO)がそれぞれ生成された。コマチアイトの炭酸化により,流体中のH₂生成は抑制された。流体中の定常状態のH₂濃度は,それぞれ250および350°Cで約0.024および2.9mmol/kgであった。炭酸塩鉱物中のFe含有量と流体中のH₂濃度との間に相関関係がある事は,コマチアイトの蛇紋岩化過程で,二価鉄の炭酸塩鉱物への取り込みがマグネタイト形成を制限し,結果として水素の発生を制限することを示唆している。350°Cでの流体のH₂濃度は,高栄養微生物生態系において水素栄養性メタン生成細菌が支配的である現代のH₂に富む海底熱水系,例えば,海嶺熱水場での濃度に相当する。したがって,コマチアイトの高温蛇紋岩化作用は,冥王代海洋における生命の出現と早期進化に必要なH₂富化熱水環境を提供すると思われる。対照的に,H₂豊富な流体は,炭酸塩鉱物が,コマチアイト-H₂O-CO₂系の温度が低下するにつれてより安定するので,250°C未満の温度での蛇紋岩下作用によっては,生成されなかった可能性がある。(翻訳著者抄録)

シソーラス用語： *コマチアイト ,  超塩基性岩 ,  海底 ,  熱水系 ,  二酸化炭素 ,  塩化ナトリウム ,  *蛇紋岩化作用 ,  *水熱合成 ,  炭酸化 ,  方解石 ,  炭酸塩鉱物 ,  磁鉄鉱 ,  鉄 ,  生態系 ,  メタン生成細菌 ,  海嶺 ,  地球 ,  熱処理 ,  微生物 ,  水素発生反応
準シソーラス用語： 二価鉄 ,  初期地球 ,  水熱処理 ,  微生物生態系

分類 (1件)： 海洋地質学  (DE06000F)

引用文献 (74件)：

• Allen DE, Seyfried WE (2003) Compositional controls on vent fluids from ultramafichosted hydrothermal systems at mid-ocean ridges: an experimental study at 400°C, 500 bars. Geochim Cosmochim Acta 67:1531-1542
• Alt JC (1995) Subseafloor processes in mid-oceanic ridge hydrothermal systems. In: Humphris SE, Zierenberg RA, Mullineaux LS, Thomson RE (eds) Seafloor hydrothermal systems: physical, chemical, biological, and geological interactions. Geophysical monograph. American Geophysical Union, Washington, DC, pp 85-114
• Amend JP, McCollom TM (2009) Energetics of biomolecule synthesis on early Earth. In: Zaikowski L, Friedrich JM, Seidel SR (eds) Chemical evolution II: from the origins of life to modern society. American Chemical Society, Washington, DC, pp 63-94
• Bach W, Paulick H, Garrido CJ, Ildefonse B, Meurer WP, Humphris SE (2006) Unraveling the sequence of serpentinization reactions: petrography, mineral chemistry, and petrophysics of serpentinites from MAR 15°N (ODP Leg 209, Site 1274). J Geophys Res 33, L13306. doi:10.1029/12006GL025681
• Bethke CM (2008) Geochemical and biogeochemical reaction modeling. Cambridge Univ. Press, Cambridge, U. K

タイトルに関連する用語 (7件)： コマチアイト ,  CO2 ,  富化 ,  海水 ,  海底熱水系 ,  水素生成 ,  含意