トップページ > なんでも探検隊 > 海底・湖底表層のメタンハイドレート -包有ガスの起源解析-

なんでも探検隊

 

海底・湖底表層のメタンハイドレート -包有ガスの起源解析-

 
2010年9月17日
北見工業大学 工学部
(未利用エネルギー研究センター ガス分析グループ)

はじめに

メタンハイドレートは、水分子が作るカゴ状のフレーム内部にメタン分子を閉じこめた結晶です。メタンは天然ガスの主成分であり、自然界では海底・湖底堆積物中や永久凍土中などの低温・高圧環境下で安定に存在しています。メタンハイドレートは将来のエネルギー資源として注目される一方、地球環境システムの中でどのような役割を果たしているのか、興味が持たれています。例えば、メタンハイドレートの存在する場所の温度・圧力条件が何らかの原因で変化すれば、結晶が水とメタンに分解してしまう可能性があります。そうなると、メタンハイドレート鉱床は不安定になって海底地滑りを引き起こしたり、CO2より強力な温室効果ガスでもあるメタンの急激な放出が地球規模の気候変動に影響を与えるかもしれません。

表層型メタンハイドレートの採取

北見工業大学未利用エネルギー研究センターでは、海底や湖底の近くに存在する「表層型」と呼ばれるメタンハイドレートについて調べています。例えば、メキシコ湾や日本の上越沖などの海底でメタンハイドレートの露頭が発見されていて、研究者の間で注目されています。海底・湖底から天然ガスがバブルとなって湧き出ているところは音響探査(魚群探知機と同じ)でわかるため、そのような場所を探して、コアラー(堆積物コアを採取する器械、おもりを付けた「鉄パイプ」をウィンチで上げ下げする)を落とし、表層堆積物中のメタンハイドレートを回収します。メタンハイドレートは塊状、層状、脈状などさまざまで、野外調査では分解してしまわないうちに-196℃の液体窒素容器に入れて保存します。我々はロシアなどとの国際共同研究により、オホーツク海サハリン島沖とバイカル湖の2箇所で調査を毎年行なっています。

ロシア・バイカル湖での調査風景

ロシア・バイカル湖での調査風景

ハイドレートに含まれるガスの分析

調べている項目は、メタンハイドレートに含まれているガスや水、周囲の堆積物などいろいろありますが、ここではガスに絞って解説します。「メタンハイドレート」といっても、実際にはメタン以外にもさまざまなガスが含まれています。エタン・プロパン・ブタン・CO2・硫化水素などです。そして、メタンやプロパンなどの炭化水素ガスを作る炭素・水素の安定同位体比を調べることで、そのガスの起源が推定できます。ハイドレートのカゴの中に閉じこめられているガスと、周囲の堆積物間隙水に溶け込んでいるガスとは、成分などがやや異なります。ハイドレートのカゴにも大小があり、カゴの中に入れる分子とそうでない分子があるからです。こうした情報から、どのように結晶が生成し、維持されているのか、あるいは今まさに分解しているところなのか、を理解しようとしています。

ロシア・バイカル湖のメタンハイドレート

ロシア・バイカル湖の
メタンハイドレート

※このページに含まれる情報は、掲載時点のものになります。

関連記事

2015-08-03

環境への取り組み

微生物の機能を利用した汚染浄化及びバイオプラスチック産生

室蘭工業大学工学部

2013-03-15

環境への取り組み

新潟県次世代地域エネルギー開発拠点

長岡技術科学大学工学部

2014-09-16

生レポート!大学教授の声

ものづくり と 後片付け

神戸大学海事科学部

2011-02-15

生レポート!卒業生の声

環境にやさしいものづくりを通して

信州大学工学部

2010-08-23

なんでも探検隊

人が安心・安全に暮らせる環境の持続に向けて

茨城大学工学部

2015-10-29

なんでも探検隊

海洋エネルギーへの挑戦

長崎大学工学部

北見工業大学
工学部

  • 機械工学科
  • 社会環境工学科
  • 電気電子工学科
  • 情報システム工学科
  • バイオ環境化学科
  • マテリアル工学科

学校記事一覧

なんでも探検隊
バックナンバー

このサイトは、国立大学54工学系学部長会議が運営しています。
(>>会員用ページ)
私たちが考える未来/地球を救う科学技術の定義 現在、環境問題や枯渇資源問題など、さまざまな問題に直面しています。
これまでもわたしたちの生活を身近に支えてきた”工学” が、これから直面する問題を解決するために重要な役割を担っていると考えます。