외부 연구원 Oyanagi Ryosuke와 Michibayashi Katsutsuke, 화산 지구 내부 연구 센터의 방문 연구원, Volcanoes Division, 해양 및 개발국 (Matsunaga Kore)의 방문 연구원 (Matsunaga Kore), Niigata University 및 Nations Instit Izu의 Ogasawara 트렌치 깊이 6,400 미터 깊이의 경사에서 수집 된 맨틀을 함유 한 탄산염에서 유래 한 후 얕은 섭입 구역에서 스피드 바카라 순환 공정을 드러냈다
접시가 가라 앉으면 지구 표면에있는 스피드 바카라가 지구로 깊숙이 들어온 다음 표면으로 돌아갑니다 최근의 연구에 따르면, 얕은 스피드 바카라 사이클링 공정의 중요성이 상대적으로 얕은 영역에서 표면으로의 스피드 바카라 복귀가 있지만 순환의 시간 규모는 잘 알려져 있지 않았다
이 연구에서, 우리는 Izu와 Ogasawara 트렌치의 Ogasawara 트렌치에서 수집 한 팔뚝 맨틀 암석에 포함 된 탄산염 광물 정맥을 분석 한 다음 스피드 바카라 안정 동위 원소 비율 (Δ13C)는 심해수 및 방사성 스피드 바카라 농도와 유사합니다 (δ14c)는 낮은 것으로 밝혀졌습니다 이것은 탄산염이 오래된 해수의 스피드 바카라에서 비롯되었으며, 지구 안에 운반되는 해수가 수만 년 이상 상단 판의 팔뚝 맨틀에 남아 있음을 나타냅니다 또한 맨틀 암석이 분쇄되고 수십 년 안에 단기간에 유체가 분출되어 탄산염이 생성 된 것으로 밝혀졌다
이 성과는 얕은 섭입 구역의 스피드 바카라 사이클에 대한 새로운 통찰력으로서 글로벌 스피드 바카라주기에 대한 우리의 이해를 발전시킵니다 또한 맨틀 암석과 관련된 추운 봄 물의 흔적이 일본의 독점 경제 구역 내에서 확인 된 것은 이번이 처음이며, 미래에 생명 활동과의 관계를 명확히하기 위해 설명 될 것으로 기대됩니다
이 결과는 Nature Portfolio 's Paper Journal에 게시되었습니다 "통신 지구 및 환경"12 월 3 일 (일본 시간)에 출판 될 것입니다 또한이 연구 중 일부는 JSPS 연구 및 과학 기술에 대한 보조금 (18J01649, 19K14827, 20KK0079, 15H05831, 18KK0376, 16H06347)에 의해 수행되었습니다
제목 :
Hadal Aragonite Records 수화 된 팔뚝 맨틀에서 정체 된 고생물 제도의 환기
(doi : 101038/s43247-021-00317-1)
저자 : Oyanagi Ryosuke1,2, Okamoto Atsushi3, Madhusoodhan Satish-Kumar4, Minami Masayo5, Wire Yumiko6, Dobayashi Katsutada1,7
1 해양 연구 개발 연구소
2 Kokushikan University School Corporation
3 National University Corporation Tohoku University, 환경 과학 대학원
4 Niigata University Science, National University Corporation
5 나고야 대학교 우주 및 지구 환경 연구소 Tokai National University Organization
6 국립 선진 산업 과학 기술 연구소
7 나고야 대학교 환경 연구 대학원 도카이 대학교기구
대기의 스피드 바카라는 주로 이산화스피드 바카라 및 메탄으로 존재하며, 이는 지구 온난화를 유발하는 온실 가스로 알려져 있습니다 그러나 지구상에는 소량의 스피드 바카라 만 존재하며 지구 내에 90% 이상이 존재합니다 따라서 지구의 스피드 바카라가 어떻게 대기로 이동하는지 명확하게하면 미래에 대기의 스피드 바카라 농도가 어떻게 변할 것인지 예측할 수 있습니다 접시가 가라 앉으면 지구 표면에 존재하는 스피드 바카라가 지구 내부로 가져옵니다 지하 150 킬로미터로 다이빙 한 후 스피드 바카라가 표면으로 시작되며, 화산 가스로 방출 될 때 지구 대기로 돌아온 것으로 생각됩니다 이 섭입 구역의 스피드 바카라 순환은 약 1 천만 년이 걸리며, 그 동안 스피드 바카라는 지하 저장됩니다 최근 몇 년 동안, 판이지면에서 30km의 일부로 이동 한 다음 표면으로 돌아갈 때 얕은 스피드 바카라 사이클이 가라 앉은 것으로 지적되었습니다 그러나 순환의 시간 규모는 알려져 있지 않았다
2017 년 7 월, 우리는 Izu의 Ogasawara 트렌치의 토지 사이드 경사의 해저 지질 구조를 명확히하기 위해 YK17-14 LEG 2 Voyage (Chief 연구원 : Michibayashi Katsutsuke)를 실시했습니다 유인 수중 연구 용기 Shinkai 6500을 사용하여, 우리는 Izu (6,400 미터 깊이)의 Ogasawara 트렌치의 땅 사이드 슬로프에있는 바다 산마루에서 바위를 모아 바다에 바다에 노출되었다는 것을 발견했습니다 우리는 또한 탄산염 (Aragonite)이 뱀에 침착 된 균열 (탄산염 정맥)을 발견했습니다 (그림 2a, b) 일반적으로 약 6,400 미터 깊이의 심해에서 탄산염 광물이 해수에 용해되어 암석과 반응하여 생성 된 유체가 봄 물로 분출됩니다 이 연구에서 우리는이 탄산염 광물의 화학 조성 분석, 동위 원소 분석 및 미네랄 구조 분석을 수행하고 스피드 바카라를 함유하는 유체의 기원 및 흐름을 조사하고 얕은 섭입 구역에서 실제 스피드 바카라 순환 상태를 이해했습니다
그림 1 : 측량 지점의 위치 (Kaigame Sea Mountain) 직선 거리는 도쿄에서 약 1,000km입니다
그림 2 (a) 탄산염 생산 (Aragonite) 그것은 바다 거북 바다 산에서 약 6,400m의 깊이에서 수집 된 바다 맨틀 암석 (뱀)에서 균열이 발생합니다 (b) 그림 2 (a)의 흰색 점선으로 둘러싸인 영역의 확대 된 모습 Aragonite는 바늘 모양의 모양을 가지고 있습니다 (c) 아라고 나이트 정맥의 X- 선 CT 이미지 그것은 Aragonite 정맥에 포함 된 뱀 조각의 3 차원 분포를 보여줍니다 뱀 조각이 서로 접촉하지 않았으며, 유체 흐름 및 화학 반응의 상호 작용으로 인해 탄산염이 침전 된 것으로 밝혀졌다
수집 된 뱀인이 상당한 발달을 가졌으며, 바늘 모양의 아라고 나이트 결정의 성장으로 인해 균열 충진이 이루어졌습니다 (그림 2a, b) 또한,이 탄산염 정맥에는 종종 뱀 조각이 포함되어 있습니다 X- 선 CT에 의한 3 차원 구조를 관찰하면 암석 조각이 서로 접촉하지 않고 탄산염 기판 내에 부유 한 것으로 보인다 (도 2C) 이 특징은 고속 물 흐름이 탄산염 침전에 관여했음을 보여줍니다
또한, 탄산염 염에서 스피드 바카라 및 산소의 안정적인 동위 원소 및 미량 원소 조성이 측정되었다 결과적으로, 탄산염은 해수에 용해 된 스피드 바카라에서 유래하고 약 2 ℃의 깊은 해저 조건 하에서 뱀인과 해수 사이의 반응에 의해 침전 된 것으로 밝혀졌다 이 외에도, 탄산염에 함유 된 방사성 스피드 바카라의 농도 (δ14c)가 매우 깊은 해수에 비해 매우 낮다는 것을 발견했습니다 (그림 3) 방사선 카본 농도는 방사선 붕괴로 인해 시간이 지남에 따라 감소하여 스피드 바카라 연령을 추정하는 지표입니다 그런 낮은14C 농도는 수만 년에 걸쳐 팔뚝 맨틀 암석 내에서 순환 한 후 스피드 바카라에 용해 된 스피드 바카라가 탄산염 광물로 침전되었음을 시사한다 (도 4A, B)
또한 열역학 및 유체 역학의 관점 에서이 강수 과정의 수치 분석에 따르면 해수는 초당 001 ~ 01 미터의 속도로 해수가 분출되었으며 대부분 수십 년 동안 계속 분출되는 것으로 나타났습니다 (그림 4C) 이 유체의 배출 속도는 유체가 열수 방출 구멍에서 배출되는 속도와 매우 유사합니다 이러한 결과는 해수가 수만 년 이상 팔뚝 맨틀에 남아 있었고 분화는 분화로 인해 수십 년 동안 짧은 시간 동안 계속되었다는 결론을 내렸다
그림 3 탄산염의 방사성 스피드 바카라 농도 (δ14C) 및 스피드 바카라 안정 동위 원소 비율 (δ13c)의 관계를 보여줍니다 δ13C는 VPDB의 국제적으로 결정된 동위 원소 비율과의 편차로 표시됩니다 탄산염에 포함 된 스피드 바카라는 현대 해수에서 발견되는 스피드 바카라와 거의 동일합니다13C 값 반면, δ14C 값
그림 4 :이 연구에서 공개 된 스피드 바카라주기의 개념적 다이어그램
(a) 설문 조사 현장 (Kaigame Sea Mountain)의 단면도 (b) 그림 4 (a)의 점선 영역에서 스피드 바카라 사이클의 개념적 다이어그램 바닷물에 용해 된 스피드 바카라는 지구 깊이로 운반되는 반면, 그 중 일부는 접시 꼭대기의 맨틀 암석으로 방출되어 수만 년 이상 맨틀 암석 내에 보관됩니다 (c) 그림 4 (b)에서 점선 영역의 확대 된 뷰 결함은 맨틀 암석에서 균열이 발생하여 저장된 해수를 방출하고 탄산염 침전을 유발합니다 해수 방출은 10 일에서 10,000 일까지 지속 된 것으로 밝혀졌습니다
이 연구는 스피드 바카라 함유 해수가 얕은 섭입 구역에서 수만 년에 걸쳐 순환하는 것으로 밝혀졌다 이 연구 결과는 이전에 알려진 깊은 스피드 바카라 사이클이 약 1 천만 년의 시간 규모에 있으며 얕은 스피드 바카라주기는 최소 2 배 더 짧다는 것을 의미합니다 다시 말해, 얕은 스피드 바카라 사이클은 서브 덕트 스피드 바카라가 표면으로 돌아 오는 "바로 가기"일 수 있습니다
이 연구는 또한 팔뚝 맨틀이 수만 년 동안 해수와 스피드 바카라를 저장할 수있는 가능성을 보여줍니다 그곳에서, 맨틀 암석과 해수 사이의 화학 반응 (혈청 성)은 수소 및 메탄과 같은 생명 활동에 필요한 에너지를 생성 할 수 있습니다 생명 활동과 세르 펜틴 화을 연결하는 연구는 마리아나 트렌치의 뜨거운 물과 봄 지역과 중부 대서양 릿지 (2015 년 10 월 23 일에보고), 캘리포니아의 육상 및 필드 스프링 (2017 년 7 월 21 일에보고)와 같은 장소에서 적극적으로 수행되었습니다 이 연구는 우리가 일본 근처의 이즈와 오가사 와라 트렌치에 노출 된 맨틀 암석에서 유체가 배출되었다는 것을 처음으로 발견 한 것입니다 Izu-Ogasawara 트렌치는 맨틀 암석의 생명 활동과 화학 반응 사이의 상호 작용을 설명하는 중요한 연구 장소가 될 수 있습니다
이 설문 조사 현장 (Seaguri Sea Mountain)은 POREARC 맨틀 발굴 계획의 후보 시추 사이트 중 하나이며, 이는 국제 심해 과학 발굴 계획 (IODP)으로 실현하는 것을 목표로합니다 이 연구의 결과를 고려할 때, 초음파 탐사 용기 "치키 (Chikyu)"에 의한 Pooarc 맨틀 발굴이 얕은 섭입 구역에서 스피드 바카라 고정 및 순환을보다 정량적으로 평가하고 지하 생물권 및 심해 생태계에 대한 얕은 스피드 바카라 순환의 영향을 명확하게 평가할 수 있습니다 이로 인해 지구 표면의 스피드 바카라 함량의 향후 예측을 세분화하고 엔지니어링 할 수 있습니다