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MIU עɦขᢿỉɭမỆ ਪὲ地下深部は生物のいない死の世界? 私たちの住む大地の奥底は、マグマが冷えて固まってできた花崗岩などの岩石から構成されています。花崗岩は、他の岩石に比べ生物の生育に必要な化学成分が少ないため、光が届かず光合成が起こらない地下深部の花崗岩では、生物を育むための十分なエネルギー源が存在せず、「死の世界」と考えられてきました。地下深部の花崗岩にマグマ由来のメタンをエネルギー源とする微生物を発見 東京大学大学院理学系研究科の鈴木庸平准教授らの研究グループは、日本原子力研究開発機構、産業技術総合研究所、名古屋大学、北九州市立大学、茨城工業高等専門学校、海洋研究開発機構、カリフォルニア大学との共同研究として、地下深部の微生物の生態を解明するため、瑞浪超深地層研究所の地下深部の花崗岩から地下水を採取して化学分析を行いました。 これは、高レベル放射性廃棄物の地層処分における長期の安全性を考える上で重要な研究成果です。まだまだ謎に包まれた地下深部における微生物の世界瑞浪超深地層研究所は微生物研究にとって貴重な研究施設 瑞浪超深地層研究所で確認された微生物の中には、生物の共通の祖先に近い古いタイプの微生物がいることが本研究グループの研究により明らかになっています。これらの微生物の遺伝情報は、ほとんど解明されていないことから、その生態や機能は詳しくわかっていません。今後も瑞浪超深地層研究所の優れた研究環境を使って、謎に包まれた地下深部での微生物の生態と進化、地下環境における彼らの役割などを明らかにしていく予定です。地下深部は宇宙・深海底に次ぐ第三のフロンティア
★この研究成果は 9 月 9 日の朝日新聞夕刊に掲載されました。
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岩月 輝希
いわつき てるき
結晶質岩地質環境研究グループ
グループリーダー(理学博士)
愛知県出身
東京大学大学院 理学系研究科
地球惑星科学専攻その結果、地下水中には微生物の餌となる光合成由来の有機物がほとんど含まれていないにも関わらず、地下水中の硫酸や放射性元素のウランで呼吸する微生物の存在が明らかになりました。さらに地下水中にいる微生物の種類と硫酸で呼吸をするために必要なエネルギー源を明らかにするため、微生物の遺伝子解析を実施しました。その結果、メタンをエネルギー源とする微生物が大部分を占めていること、また、地下水中のメタンに含まれる炭素の同位体から、メタンはマグマ由来であることが明らかになりました。これにより、地下深部の花崗岩に、マグマ由来のメタンを使って生きる微生物が存在することが日本で初めて確かめられました。地層処分の安全性にも関係する地下深部の微生物の存在 今回の発見は、光合成由来のエネルギー源に依存しない微生物が広大な地下空間に存在し、マグマ由来のメタンをエネルギー源とした巨大な生物資源が、地下深部に存在する可能性を示すものです。また、地下深部の花崗岩において普通に存在するマグマ由来のメタンを使って微生物が硫酸呼吸をすることで、金属が錆びにくく、放射性物質が移動しにくい性質(還元性)の地下水が作られていることも示されました。
鈴木 庸平 准教授
す ず き ようへい
微生物を採取するためにボーリング孔から
地下水サンプルを採水している(深度 300m坑道)
地下深部の花崗岩から採取された微生物
(黄緑色に光っているのが微生物)
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微生物研究は瑞浪超深地層
研究所の深度 200m〜 400m
の研究坑道において実施して
います。
( :研究実施場所)
研究レポート No.1
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「瑞浪超深地層研究所は高品質の地下
水試料が採取できる場所です。世界
最高の品質と言っても過言ではあり
ません」
(鈴木准教授)
最大 40 気圧という高い水圧、光も酸素もない地下深部の花崗岩の中に微生物が生き続けています。
現在、瑞浪超深地層研究所では、このような過酷な環境下における微生物の生態や進化、役割など
を明らかにするための研究が進められており、研究坑道から得られる世界最高水準の高品質な
地下水サンプルが貢献しています。