深海掘削により室戸岬冲の海底下生命圏の実态とその温度限界を解明

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 神谷奈々 工学研究科?日本学術振興会特別研究員らの研究グループは、海洋研究開発機構などと共同で、地球深部探査船「ちきゅう」を用いて、高知県室戸岬沖の南海トラフ沈み込み帯先端部の海底(水深4776 m?1.7℃)から深度1180 m?120℃までの堆積物コア試料を採取し、海底下環境に生息する微生物の分布や間隙水中の化学成分、堆積物の物性や温度などを詳細に分析しました。その結果、以下の通り室戸岬沖の地質環境と温度条件に依存した海底下生命圏の実態とその限界が明らかになりました。

  • 南海トラフ沉み込み帯先端部の海底堆积物环境において、40-50℃と70℃付近の深度区间が、生命(微生物)の存続にとって重要な温度限界域であることを突き止めた。
  • 海底下生命圏の温度限界域に、微生物の生存戦略の一つの形态である内生胞子が高浓度に存在することを见出した。
  • 70℃付近と90-110℃の深度区间に、微生物细胞や代谢活动のシグナルが検出されない环境を认めた。その深度区间には、微生物の消费を免れた高浓度の酢酸が存在していた。
  • 110-120℃の堆积物―基盘岩境界域に、酢酸を消费する超好热性微生物群集の存在を発见した。

 本研究で得られた知见は、现场の温度や栄养?エネルギー状态のみならず、室戸岬冲の南海トラフ沉み込み帯先端部における地质学的プロセスや流体移动プロセスが、海底下深部环境における生命生息可能条件(ハビタビリティ)に重要な影响を与えていることを示しています。また、海洋プレートの沉み込み帯において、120℃までの堆积物?基盘岩境界域においてもなお生命シグナルが検出されたことから、地球惑星における生命圏の広がりとその限界の可能性は、海洋プレートが沉み込むその先や堆积物の下に広がる岩石圏(海洋地殻や上部マントル)にまで及ぶことが示唆されました。

 本研究成果は、2020年12月4日に、国际学术誌「厂肠颈别苍肠别」のオンライン版に掲载されました。

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図:掘削地点颁0023より検出された微生物细胞の蛍光顕微镜写真
研究者情报
研究者名
神谷奈々
书誌情报

【顿翱滨】

Verena B. Heuer et al. (2020). Temperature limits to deep subseafloor life in the Nankai Trough subduction zone. Science, 370(6521), 1230-1234.

メディア掲载情报
  • 中日新聞(12月4日夕刊 8面)に掲載されました。