コマチアイトの熱水変質実験による水素発生過程の解明

抄録

300℃、50MPaの条件下でコマチアイトと海水との反応実験を行うことで、初期地球のコマチアイト熱水系における水素発生量とその反応過程を検証した。実験装置は閉鎖系のバッチ型実験システムを用いた。付属のサンプリングチューブから定期的に溶液試料の採取を行い、溶存ガス・元素の測定を行った。実験終了後に固体試料を取り出し、XRD分析と磁気ヒステリシス測定を行った。発生した水素濃度は、実験開始300時間程度までは検出限界下で、その後に急激に高くなり、1000時間を超えて徐々に頭打ちになったのを確認して（2000‐3000時間後）実験終了とした。最終的にAl₂O₃ 10％で約2-3mmol/kg、Al₂O₃ 5％で約20mmol/kgの水素濃度が確認された。また、この時間までの実験生成物は、Al2O3含有量に依らずどちらも緑泥石／スメクタイト族の粘土鉱物と蛇紋石が確認された。