[M-TT42_2AM1] 地球化学の最前線：先端的手法から探る地球像

[MTT42-01] 海底熱水域における水銀の質量非依存同位体分別

*武内 章記¹、冨安 卓滋²、児玉谷 仁²、山本 正浩³、丸茂 克美⁴ (1.国立環境研究所、2.鹿児島大学、3.海洋研究開発機構、4.富山大学)

キーワード：水銀同位体, 質量非依存同位体分別, 海底熱水域, 還元気化/マルチコレクターICP/MS

近年、CV-MC-ICP/MSを用いた水銀同位体分析システムによって、より詳細な水銀の環境動態や発生源を識別することが可能になってきた。水銀同位体比（δ²⁰²Hg）は酸化還元作用や気液分離などの現象による質量依存同位体分別（MDF）を示すのと同時に、奇数の同位体比（δ¹⁹⁹Hg & δ²⁰¹Hg）には質量非依存同位体分別（MIF）を示すことが知られている。火山や熱水活動は、主要な自然由来の水銀放出源であり、これまでの先行研究によって地殻中を上昇する過程で気液分離が起こり、比較的低いδ²⁰²Hgをもつ水銀が放出されていることが示されている。またこうした水銀はΔ¹⁹⁹Hg (= δ¹⁹⁹Hg –0.252 ×δ²⁰²Hg）に概ね約0.2‰のMIFを示すことが知られているが、その発生メカニズムは不明である。その理由に、これまでの研究は地表で採集した試料を対象としていたために、MIFが光還元反応による磁性同位体効果の影響で引き起こされたのか、それとも気液分離による核の体積効果によって引き起こされたのかを識別することができていないことが挙げられる。そこで本研究では、光還元反応の影響を受けない海底熱水域（伊豆小笠原海域　明神礁 ＆ 明神海丘）で採集した地質試料の水銀同位体比を分析した。分析した試料は概ね負のδ²⁰²Hg（-1.0 –0.5‰）を示したために、気液分離の影響で比較的低いδ²⁰²Hgをもつ水銀が放出されているという知見を得た。それと同時に、こうした水銀のΔ¹⁹⁹Hgは、概ね約0.1 –0.2‰であるという知見を得た。また奇数の同位体比のΔ¹⁹⁹Hg / Δ²⁰¹Hgが1.6 –2.0であることから、これらの水銀が核の体積効果の影響を受けていることが示唆される。この結果から火山活動によって放出される水銀に検出されるMIFは、気液分離に伴う核の体積効果によって引き起こされていると考えられ、水銀汚染の発生源を識別する上で貴重な情報と成りうると考えられる。