[B-BG01] 地球惑星科学　生命圏フロンティア

[BBG01-02] 炭酸カルシウム1/2水和物を実験的に見積った溶解度に基づきアルカリ湖に探す

*北島 卓磨¹、酢山 真衣¹、福士 圭介²、ガンフレル バーサンスレン¹、ダバドルジ ダバースレン³ (1.金沢大学大学院、2.金沢大学環日本海域環境研究センター、3.モンゴル国立大学)

キーワード：カルシウム炭酸塩、アルカリ塩湖、炭酸カルシウム1/2水和物

炭酸カルシウムは地球表層に普遍的に存在する炭酸塩である。炭酸カルシウムは海洋生物の殻や地球地殻にも含まれており、古気候復元や海洋酸性化、バイオミネラリゼーションなどにおいて重要な物質である。本研究で注目した炭酸カルシウム1/2水和物(CCH)は2019年に初めて合成された炭酸カルシウムである(Zou et al., 2019)。CCHは非晶質カルシウム炭酸塩から変質し、その後モノハイドロカルサイト(MHC)に相転移することが知られている。その寿命は非常に短く、常温常圧では生成後数十分で相転移することが確認されている(Zou et al., 2019)。CCHは合成が確認されてから間もないため、溶解度など熱力学的データの測定がまだ行われていない。溶解度は溶液中の物質の飽和状態を定量的に測る物質固有の値である。鉱物が溶液から析出する場合、その溶液は鉱物に対して飽和状態であることが示唆される。つまり、CCHの溶解度に近い水質を持つ水環境はCCHが析出している可能性が高いと考えられる。本研究ではNa₂CO₃，CaCl₂，MgCl₂混合溶液から過飽和法を用いてCCHの溶解度を実験的に推定した。実際にアルカリ湖にて懸濁物の分析を行い、天然環境におけるCCHの検出を試みた。アルカリ湖はCCHの変質物であるMHCが見つかっている。加えて、今回見積もられたCCHの飽和状態に近い水質が保たれていることが世界のアルカリ湖のデータから分かる。したがって、アルカリ湖においてCCHの析出が起きている可能性が高いと考えた。モンゴルの二つのアルカリ湖の懸濁物のX線回折分析結果からCCHに由来すると思われる微小なピークを見つけた。しかし、CCHの生成を結論づけるためにはさらに追加の検証が必要である。地球表層環境での新しい炭酸カルシウムの発見は結晶性炭酸カルシウムのバイオミネラリゼーションや環境変動制御の解明へ貢献すると考えられる。