深海の熱水噴出域、天然の発電所であることが判明：自然エネルギー（2/2 ページ）

海洋研究開発機構と理科科学研究所の研究グループは、沖縄トラフの深海熱水噴出域において電気化学計測と鉱物試料の採取を行い、持ち帰った鉱物試料について実験室で分析を行った。その結果、深海熱水噴出域の海底面で発電現象が自然発生していることを明らかにしたという。

[庄司智昭，スマートジャパン]

新しい微生物生態系が存在する可能性

　同研究グループは次に、HDSKチムニーを中心に約150×150メートルエリアの海底面における酸化還元電位の計測を行った。HDSKチムニーおよび他の熱水噴出孔近傍では、＋0.1Vほどの低い酸化還元電位を観察。また熱水の放出が確認できない海域の鉱物表面でも、比較的低い酸化還元電位（約0.15〜0.30V）がしばしば示されたという。

　硫化鉱物は酸化還元電位が＋0.30Vより低い場合、海水中の酸素に電子を渡す反応が進行することが確認されていることから、海底熱水鉱床のエリアで海底下から海水中への電子の受け渡しが行われていることが示唆される。

海底熱水噴出孔周辺の酸化還元電位マッピング 出典：JAMSTEC

　採取した硫化鉱物試料の熱水および海水中における電気的な挙動を解析したところ、硫化鉱物は熱水と海水の間で主に導電体として振る舞い、硫化鉱物自体の変質による電子移動の作用は小さいことが確かめられたとする。

　活動的な海底熱水噴出孔では、海底下の熱水から海底面への海水へ硫化鉱物を介した電子の伝達による電流発生が、広い範囲で自発的に生じることが示されたのだ。

深海熱水噴出域における自発的な発電現象の概念図 出典：JAMSTEC

　同研究グループによると、この自然発生的な発電現象は周辺のエネルギー、物質循環に影響を与えることが予想される。特に微生物生態系などに影響を及ぼすことが考えられ、海底に電気エネルギーを利用する微生物生態系が存在する可能性があるとした。

　なお今回の発表内容は、2017年5月10日付のドイツ化学会誌インターナショナル版「Angewandte Chemie International Edition」のWeb版に掲載される。JAMSTECの山本正浩氏と、理化学研究所の中村龍平氏らによる共同研究グループの成果だ。