【地球化学】高水素濃度の特殊な温泉に含まれるメタンの起源を解明/東京工業大

高水素濃度の特殊な温泉に含まれるメタンの起源を解明

2014.01.24

概要

東京工業大学 地球生命研究所の吉田尚弘教授、丸山茂徳教授、黒川顕教授、
同大学院理工学研究科の上野雄一郎准教授らの研究グループは、
長野県白馬地域の温泉水が無機的に合成されたメタンガスを含むことを突き止めた。
これは地球初期の生命誕生のメカニズムを解き明かすことにつながる成果である。

この温泉水は、蛇紋岩と呼ばれる特殊な岩石と水が反応することによってできた強いアルカリ性の温泉で、かつ水素濃度が高い。
このような温泉は、現在の地球では稀であるが、生命誕生前の初期地球ではありふれた温泉環境であったと考えられている。

今回、この温泉で、今まで知られていなかった無機的な化学反応によって生命のもととなる炭化水素が合成されていることを突き止めたことから、
同様の化学反応が地球の初期で有機物を作り、それが生命の誕生につながった可能性が示された。

この成果は1月15日発行の欧州の科学雑誌「アース・アンド・プラネタリー・サイエンス・レターズ（Earth and Planetary Science Letters）」に掲載された。

＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿

▽記事引用元　東京工業大学　2014.01.24配信記事
http://www.titech.ac.jp/news/2014/024922.html
http://www.titech.ac.jp/news/img/n000141.jpg

プレスリリース (全文)
http://www.titech.ac.jp/news/pdf/n000141_ja.pdf

>>1
となると一部の油田については、石油の無機生成説が成り立つわけ？
偉い人教えて

・
　　⌒　　　日本の文化習慣を完全にマスターした朝鮮人もいるんだ。それが私だ！
< ｀Д´> 　わかったら、サッサと姉貴に生活保護よこせ！

　　　　　　【舛添要一の正体】
●外国人参政権推進 ・
●「新党改革」の記者会見で国旗に対して「邪魔だから」と発言、 取り除かせた
●朝まで生テレビで自分は在日朝鮮人の家の子だとカミングアウトした
●舛添要一の姉が生活保護受給してたそーですよ。金あるくせにズルイね。さすが朝鮮人
●不倫、愛人、隠し子（妻3人、愛人2人、子２人、婚外子３人）
●ＤＶ（家庭内暴力、手当たりしだいに物を投げつけ、ナイフで妻を威嚇）

原発に詳しいエライ人にでも聞いてみたら

石油すら東西で起源が違うのに

すごい発見だわ
生命の誕生はこれで解明されたんじゃね

ＮＡＳＡの研究者もびっくりだろ

>>2
この研究は潰されるな

何故か消える石油合成…

何故そこに着目したんだろう
凄い観察眼だ

生命誕生のメカニズムじゃなくて
生命維持環境の誕生だと思うけど

ヒント

トーマスゴールド
木星の衛星にはメタンの海がある

>>7
石油の無機生成説は東側の世界ではそれなりに研究されていたようだけど
西側世界では有機生成説が優勢で何故か省みられなかったからな
確かに有機生成のほうが多いだろうけど、
全部が全部有機生成されたとは限るまいに

ハイパースライム
ウルトラエッチキューブリンケージ
ウルトラマフィック岩
コマチアイト
ロストシティフィールド

>>1
この結論はくっそﾜﾗﾀww
個人的にはパンスペルミア化学説で良かったんだが

生物由来でない事を調べるのも大変だと思うけど
どうやったんだろうね？
同位体比調べるだけじゃできないだろうし

それとも特殊な合成経路で生物とは全く違う同位体比になるとか？

>>15らしい

●研究成果
この温泉ガスは約 50?C で水素ガスとメタンなどの炭化水素を含む。今回、こ
れらガスの水素同位体比（注2）を分析したところ、メタン（CH4）が水素（H2）
よりも重水素を多く含んでおり、温泉水（H2O）と同じ程度の重水素を含むこと
がわかった。これは、温泉の炭化水素が H2 ではなく水（H2O）を水素源として
合成されていることを意味する。
これまで、高濃度の水素を含む特殊な温泉では、100?C 以上で H2 と二酸化炭
素（CO2）の反応（フィッシャー・トロプシュ型反応）によって、様々な炭化水
素が合成されると考えられてきたが、蛇紋岩温泉での炭化水素合成経路はこれと
は別の過程であり、かつ50?Cほどの低い温度でも起こりうることが示された。

PDFに図があるけど
＞これとは別の過程であり、
蛇紋岩と地下水を現地で採取して実験室で再現すれば完璧。もう誰にも文句は言わせない。

＞かつ50℃ほどの低い温度でも起こりうることが示された。
反応の起きている場所までボーリングして実測50℃を示せば完璧。湯冷めして風邪を引くことも無くなるという素晴らしい快挙

>>16
５０℃だあ！？ ヤバイぞｗｗｗ

>>17
丸山先生のとこだからやってるんじゃないのかね

というか、もしかして実験室の結果をフィールド調査したんじゃ、、、

水と二酸化炭素を５０℃程度で反応させて
炭化水素を合成できるって
超画期的じゃん
この反応をプラント化すれば
二酸化炭素排出問題も
エネルギー問題も
一気に解決してしまうぞ

>>20
解決しないよ

火山や温泉が多数あるからこそ行き着いたな

蛇紋岩が触媒的な作用を示すんだろうけど、蛇紋石の(Mg,Fe)3Si2O5(OH)4がそうさせるのだろうか

とりあえず手元に

幻冬舎新書
「生命はなぜ生まれたのか」
（高井研著）

があるけど、書いてある内容について
知りたいことあるならメモ書きするよ。

>>20
文系の馬鹿が湧いてきた　ｗｗｗｗｗｗｗｗ

たまたま、メタン発酵の本を読んでいるんだが

メタン発酵菌は水素を食って５０℃ぐらいで繁殖してメタンを出すと書いてあるぞ（ｗ

>>26
それが最も初期生命体に近いんじゃないかと言われてたんだが
この発見は色々と影響大きいんだよね

火星の生命探査とか凄い難しくなると思うよｗｗ

水・二酸化炭素という安定物質を炭化水素に変えるには、
どっかでエネルギー順位を上げる必要があるが、
どういう形で何のエネルギーを吸収してるんだろう？

高レベル放射性廃棄物の崩壊熱を利用してメタン生成できないの？

汚いものが混ざっちゃうだろ

>>29
できる

っていうかしてる

>>1
│　　　　_、_
│　 ヽ(　,_ﾉ`)ノ　残念、それは私のおならさんだ。
│　へﾉ　　 /
└→　ω ノ
　　　　　 >

>>24

マグマ生成の必要のない熱水活動　（から抜粋）


「ロストシティフィールド」は、かんらん岩の塊の上に存在する熱水活動域である。
かんらん岩の割れ目に沿って浸み込んだ海水がかんらん石と反応し、蛇紋石化する。
その反応は、水素を生成するとともに、その発熱反応によって熱水を作り出す。

つまりマグマ生成の必要のない熱水活動であり、極論すれば、
熱源を作り出せないような内部エネルギーが乏しい惑星（例えば火星）
においても、水とかんらん岩のような超マフィック岩があれば熱水活動が起きる可能性を示した。

>>33
かんらん岩ってマグマから作られるんじゃないの？

つまり火星に生命が存在する。


>>33

「ロストシティフィールド」のような熱水活動域こそ、「生命の起源の場」であり、「最古の生態系が繁栄した場」
かつ、「今なお地球外惑星で生命が繁栄している場」である、と主張し始めた。

彼らは次のようにロジックを展開した。

（１）「ロストシティフィールド」には水素が高濃度にあり、エネルギー源がたくさんあるために、「水素に依存した微生物生態系」が形成される。

（２）その生態系は、原始地球に繁栄した初期生態系のアナログ（よく似たもの）である。

（３）なぜなら、原始地球にはコマチアイトがいっぱいあったから、コマチアイトによって起きる「ロストシティフィールド」がいっぱいあったはず。

（４）太古の火星や現在のエウロパでは、確かにマグマ生成が地球ほど活発でなかった可能性があり、
そういう惑星や衛星においても、水と超マフィック岩（火星にはあることが既にわかっている）があれば、
「ロストシティフィールド」のような熱水活動が形成され、「水素に依存した微生物生態系」が形成・存続できるはず。

ちなみにこれは、かなり私が、好意的にわかりやすく書き直したロジックである。

>>34
まぁ、待つがよし
前提がある。

蛇紋岩の構造と深い関係がありそうだな
あれ鉱物繊維（アスベスト）だろ

>>16
水起源の水素でメタン合成やってるのはが細菌かもしれないから、証明になってなくね？エネル
ギー収支はマイナスだけど、それは他で埋めて（光合成がそうだ）、とにかく炭素を取り込みたいっ
て理由で

というか、水素を含んだ温泉水が地下で高温状態の時なら、水分子の水素原資と気体の水素が
入れ替わって同位体比が平衡しても、不思議なくね？

>>38
上はそうかもしんないけど

下はその話まんまだよ

>>39
じゃ、証明と称する同位体比率検査は、完全に破綻してるじゃん

>>33
>その反応は、水素を生成するとともに、その発熱反応によって熱水を作り出す。

ああ、これで終わってたか

同位体比が変わるわけないわな

さすがに温泉の湯の同位体比は調べたろうとは思うが、別の水混じるし

>>34
http://ja.wikipedia.org/wiki/かんらん岩

産出地[編集]
かんらん岩はマントル上部を構成する岩石の一つであり[4]、そのほとんどが地下深くに存在する。

地表で見られるものには、地殻が捲れあがってマントル物質が地表に現れたものや、
マグマ等が急激に上昇する際に、捕獲岩として運ばれてきたものがある。他の超塩基性岩類や塩基性岩などと共にオフィオライトの一部を構成することが多い。

低圧では斜長石かんらん岩、中圧ではスピネルかんらん岩、高圧では柘榴石かんらん岩となる。


性質・特徴[編集]
かんらん岩は変成作用を受けやすく、地表で見られる場合には、蛇紋岩に変化している場合がほとんどである。

>>24
水も漏らさぬ美しい仮説　（より抜粋）

有頂天になったついでに、世界各地の深海熱水活動についても調べてみた。

どうやらインド洋の「かいれいフィールド」に匹敵する水素濃度を誇る熱水活動域というものは極めて限られていて、
大西洋中央海嶺にある「レインボーフィールド」「ロガチェフフィールド」、
そして「ロストシティフィールド」と呼ばれるものぐらいしかないことに気が付いた。

これらの大西洋中央海嶺近辺の熱水活動域は、
東太平洋海膨のような典型的な高速拡大軸での熱水活動域とは、
地質学的条件が大きく異なる。

高速拡大する中央海嶺が、マグマ活動（生成）と密接に関連し、
マントルから分化したマグマがどんどん供給されて海洋地殻を押し広げていくイメージであるのに対し、
低速拡大海嶺では、両側のプレートが引っ張られて地殻が裂けていき、
開いた空間を少量のマグマが埋めるか、
あるいは上部マントルや深部海洋地殻がそのまま剥離断層と呼ばれる大きな断層に沿って
ぺろんとドーム状に盛り上がってくるというプロセスが多くなっていると考えられる。

このようなプロセスの違いが、熱水を作り出す岩石の種類と熱水を作る時間と規模に、劇的な変化をもたらすのである。
先ほどの高濃度の水素を含む熱水活動域「レインボーフィールド」「ロガチェフフィールド」、そして「ロストシティフィールド」
はすべて、上部マントルの超マフィック岩（かんらん岩）が海底近くまで露出してきた
超低速拡大軸に特有の場に起きる特殊熱水活動だったのだ。

丸山教授じゃん
TVタックルでCO2温暖化説を否定する
キチガイ教授として扱われててかわいそうだった

酸素は一体どこに消えた？

みんな何処へ行った 見守られることもなく♪

>>45
アルカリ水

>>40>>41

重水素
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%87%8D%E6%B0%B4%E7%B4%A0

概要[編集]

1931年にアメリカの化学者ハロルド・ユーリーが発見した（ユーリーはこの功績で1934年のノーベル化学賞を受賞した）。

軽水素（1H）の原子核が陽子1つなのに対して、重水素の原子核は陽子1つと中性子1つから構成される。なお、この重水素の原子核は、重陽子とも呼ばれる。

通常の場合、地球上の水素全体の中で、軽水素と重水素の存在割合は、軽水素が99.985%、重水素が0.015%である。
広義には 2H と 3H を併せて重水素と定義しているが、存在比が極く僅かで時間が経つとヘリウム3（3He）に変わる放射性同位体の三重水素を別として、
安定同位体である二重水素のみを指して「重水素」と呼ぶ場合がほとんどである。


性質・製法[編集]

重水素原子が2つ結合した分子 (D2) も重水素と呼ぶ。常温、常圧で無色無臭の気体。
融点 18.7 K、沸点 23.8 Kで、普通の水素分子 H2 の値（融点 14.0 K、沸点 20.6 K) に比べ高い。
これは重水素原子が水素原子のほぼ2倍の質量があるためで、他の物理的性質も通常水素と異なり、また化学反応のしやすさも異なることがある（重水素効果）。

例えば水を電気分解すると 1H2 の方が発生しやすいので重水が濃縮され、この方法で100 %重水を製造することができる。
なお一般に植物は軽水を吸収しやすい性質があるため、種類によっては7割近くまで重水を濃縮することが可能である。

その他にも、重水の方が普通の水よりも1°沸点が高い事を利用した分別蒸留法（fractional distillation）[1]や
重水素をHDの形で含んだ水素ガスを水にとおすと重水素が水の分子に置換する（ただし触媒が必要である）ことを利用した交換反応法（catalytic exchange）[2]などがある[3]。

>>2
たぶん成り立つ

>>1

地球の海の起源は彗星？
http://www.nationalgeographic.co.jp/news/news_article.php?file_id=20111006001


Ker Than
for National Geographic News
October 6, 2011

球上の水と化学的に近い水が彗星上に存在することが、初めて確認された。
古代の地球の海の形成に、大量の水を伴って衝突した彗星が寄与したという説を裏づける発見だ。

　惑星の形成モデルからすると、原初の地球は熱すぎて、表面に液体の水を保持することはできなかったと考えられる。
このことが、地球の海の起源に謎を投げかけている。そこで、地表の水は、地球が冷えた後に衝突した彗星に由来するのではないかという説が生まれた。

　しかし1980年代に、彗星の水に含まれる通常の水分子と「半重水」分子の比率が測定され、この説は大きな打撃を受けた。

　半重水の分子は、水分子の片方の水素（H）が重水素（D）という重い同位体で置き換わったものだ。
通常の水と半重水の比率から、水素に対する重水素の比率（D/H比）がわかる。
天然の水はすべて決まったD/H比を持っている。重水素は非常に安定した原子であるため、この比率は永久に変わらない。

　1980年代に太陽系内のいくつかの彗星を調査してわかったのは、
これらの彗星の水のD/H比が地球上の水とは大きく異なるということだった。

　ドイツ、マックス・プランク太陽系研究所の天文学者で、今回の研究を率いたパウル・ハルトフ（Paul Hartogh）氏によれば、
過去の調査結果は、地球の水で彗星に由来するものはせいぜい10％程度であることを示唆するもので、残りはおそらく水の豊富な小惑星がもたらしたと考えられてきた。


◆カイパーベルト彗星で地球に近い水

　今回発表された研究では、ハルトフ氏の調査チームは欧州宇宙機関（ESA）のハーシェル宇宙望遠鏡を使い、ハートレー第2彗星（103P/Hartley 2）のD/H比を調査した。
その結果は、ハートレー第2彗星の水が地球の水に非常に近いことを示していた。

　ハートレー第2彗星はいわゆる木星族の彗星だ。彗星の軌道が木星の軌道近くまで達するため、このように呼ばれる。

　重要なのは、コンピューター・シミュレーションから、ハートレー第2彗星の起源がカイパーベルトにあると推定されていることだ。
カイパーベルトというのは海王星軌道の外側の領域で、彗星など、太陽系の形成で残った冷たい小天体が集まっている。

　ここから、地球の海の形成に寄与した彗星の大半は、カイパーベルトに起源を持つものだったと考えることもできる。

　これに対して、地球とは異なるD/H比を示した水を持つ彗星は、オールトの雲に起源を持つものだと考えられている。
オールトの雲は、カイパーベルトのさらに外側にあると想定されている領域で、ここには彗星の元となる天体が億の単位で存在するとされる。

◆水を持つ小惑星も起源の1つ？

　地球に近い水を持つ彗星が1つ見つかったことで、ほかにももっと同じような彗星があるのではないかと想像できる。
つまり、地球の水の多くが結局は彗星に由来する可能性があるということだとハルトフ氏は言う。

　しかし正確にどの程度の水が彗星由来かは、現段階ではわからない。さらに研究が必要だ。

「具体的な数字を挙げることはできない。原理的には、地球の水がすべて彗星由来である可能性もある。
しかし多くが小惑星に由来する可能性、あるいはそれが一番多い可能性も、やはりある」とハルトフ氏は話している。

>>50
これは窒素、炭素、酸素の
同位体比の起源とは異なるということでよろしいか？

　 　　　　　＾>》, -―‐‐＜＾}
　　　　　　 /:::::::/,≠´:::::;::::::::ヽ.　　　初音ミクのボーカロイド広場　で検索すると　！？
.　　　　　 /:::::::〃:::::::::／}::::丿ハ
　　　　　/:::::::::i{l|:::::／　ﾉ／ }::::::}　　
　 　 　 /:::::::::::瓜イ●　´● ,':::::ﾉ　　初音ミクのボーカロイド広場　で検索すると　！？
. 　 　 /:::::::::::::|ﾉﾍ.{､　( ﾌ_ノﾉイ
　　　/:::::::::::::::|　／}｀不´) ::::::::

>>51

地球の海の起源?〜現状整理とD/Hの初期進化〜
日本惑星科学会誌 Vol.17.No.4,2008


4. 原始大気と海のD/Hの進化

　前セクションのD/Hの議論は，地球の海のD/Hが46億年間変化しなかったことを前提として行われている．
しかし，そもそも，そのような前提は本当に正しいのだろうか？

我々は，水素ガスを大量（水と同程度）に含む原始大気が原始地球で形成した場合に，
海のD/Hが数倍上昇する可能性を指摘した[4]．
水素ガスに富む原
始大気の形成可能性については，後述するとして，まずは，D/H上昇のメカニズムについて解説する．

　上昇のメカニズムは実に簡単である．それは，以下のような水素分子と水蒸気分子の同位体交換反応である．

　　HD + H2O ⇔　HDO + H2 （1）

　実験により，重水素は，水蒸気分子を好むことが わ か っ て い る[20]．
図2に， 式（1）の 平 衡 定 数K（=[D/H]水蒸気/[D/H]水素）の温度依存性を示した．
図からわかるように水蒸気のD/Hは常に水素ガスのD/Hよりも高く，重水素に富む．

例えば，600Kの場合，1.5倍ほど，水蒸気のD/Hが高くなる．
この反応によって，原始地球が冷却して，原始大気中の水蒸気が凝縮して海が形成されると，
地表にできた海のD/Hは原始大気よりも高くなる．詳細な計算[4]によると，
海形成直後（〜600K）のD/Hは，系全体のD/Hよりも約1.7倍上昇する．

その後，海と原始大気は，比較的低温の状態（〜300K）で重水素のさらなる交換が起こり，
海のD/Hは初期の2〜3倍程度にまで上昇する．図3に，モデル計算によって得られた原始大気と海のD/Hの進化についてまとめた．


　海のD/Hを上昇させるもうひとつ重要なメカニズムは，原始大気の散逸である．
水素分子を多く含む原始大気は，太陽からのX線および極紫外線をよく吸収し，大規模に散逸することが知られている[21]．
質量の重い重水素（D）は水素原子（H）よりも散逸しづらいため，原始大気に重水素が濃縮する．
原始大気の散逸のタイムスケールは，1〜10億年程度であり，原始大気と海が同位体平衡になるタイムスケールよりも十分長い[4]．
そのため，散逸によって原始大気のD/Hが上昇すると，海のD/Hもそれにつられて上昇する．
最終的に海のD/Hは3〜9倍まで上昇することがわかっている（図3）．
上昇値に大きな幅があるのは，散逸のタイムスケールに不確定性があるのが原因であり，ゆっくりとした散逸ほど，D/Hが大きく上昇する．

そ、それは蛇紋眼ッ！

産廃の七価マンガンや六価クロムと低温熱源で炭化水素が出来るならそりゃ面白いけどｗｗｗ

>>16
というか、水素は何処からきたんだ？

蛇紋石
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E8%9B%87%E7%B4%8B%E7%9F%B3

蛇紋石（じゃもんせき、serpentine、サーペンティン）は、ケイ酸塩鉱物のグループ名である。
化学組成は(Mg,Fe)3Si2O5(OH)4である。カンラン石の変質により生じる。蛇紋岩を構成する主要な鉱物である。

種類
アンチゴライト（antigorite、葉蛇紋石）
(Mg,Fe)6Si4O10(OH)8、単斜晶系。

単斜クリソタイル石（clinochrysotile）
Mg6Si4O10(OH)8、単斜晶系。

斜方クリソタイル石（orthochrysotile）
Mg6Si4O10(OH)8、斜方晶系。

リザード石（lizardite）
Mg6Si4O10(OH)8、六方晶系。

いずれもよく似ていて、肉眼での区別は困難。

age

前に人口細胞のスレ立ったときも
RNAポリメラーゼの話ばっかりする
時代遅れのやつらばっかで
どうしようもなかったけど

このスレも誰も話しにのってなくてﾜﾗﾀ

RNAワールドとかロートルもいいとこだろう

>>1

Origin of methane in serpentinite-hosted hydrothermal systems: The CH4?H2?H2O hydrogen isotope systematics of the Hakuba Happo hot spring

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0012821X13006286


Abstract

Serpentinite-hosted hydrothermal systems have attracted considerable attention as sites of abiotic organic synthesis and as habitats for the earliest microbial communities.
Here, we report a systematic isotopic study of a new serpentinite-hosted system: the Hakuba Happo hot spring in the Shiroumadake area, Japan (36°42′N36°42′N, 137°48′E137°48′E).
We collected water directly from the hot spring from two drilling wells more than 500 m deep; all water samples were strongly alkaline (pH>10pH>10) and rich in H2 (201?664 μmol/L) and CH4 (124?201 μmol/L).
Despite the relatively low temperatures (50?60?°C), thermodynamic calculations suggest that the H2 was likely derived from serpentinization reactions.
Hydrogen isotope compositions for Happo #1 (Happo #3) were found to be as follows: δD-H2=?700‰δD-H2=?700‰ (?710‰?710‰), δD-CH4=?210‰δD-CH4=?210‰ (?300‰?300‰), and δD-H2O=?85‰δD-H2O=?85‰ (?84‰?84‰).
The carbon isotope compositions of methane from Happo #1 and #3 were found to be δC13=?34.5‰ and ?33.9‰?33.9‰, respectively.
The CH4?H2?H2O hydrogen isotope systematics indicate that at least two different mechanisms were responsible for methane formation.
Happo #1 has a similar hydrogen isotope compositions to other serpentinite-hosted systems reported previously.
The elevated δD-CH4δD-CH4 (with respect to the equilibrium relationship) suggests that the hydrogen of the Happo #1 methane was not sourced from molecular hydrogen but was derived directly from water.
This implies that the methane may not have been produced via the Fischer?Tropsch-type (FTT) synthesis but possibly by the hydration of olivine.
Conversely, the depleted δD-CH4δD-CH4 (with respect to the equilibrium relationship) in Happo #3 suggests the incorporation of biological methane.
Based on a comparison of the hydrogen isotope systematics of our results with those of other serpentinite-hosted hydrothermal systems,
we suggest that abiotic CH4 production directly from H2O (without mediation by H2) may be more common in serpentinite-hosted systems.
Hydration of olivine may play a more significant role in abiotic methane production than previously thought.

特殊浴場

>>59
グラフをみる限りロストワールドと同じところに位置してるね

そうするとロストワールドの生命体が
生命の最古の形態ってのもどうなんかな？

医科歯科大歯卒新卒女子合格者研修医（生物受験）
a子 妻子もちの男食いです
b子　ラブホ代全部持ちます私払います
ｃ子　血液型a型です医学科限定olみたい
　

あたりめ卒後ホテル代推定平均６０万
【シティホテル】

105国家試験新卒女子合格者研修医いかしか卒
ラブホ推定８３万
生物受験者やや高め