Biogeochemical signals from deep microbial life in terrestrial crust

陸域地下圏における深部微生物の特徴

鈴木 庸平*; 今野 祐多*; 福田 朱里*; 小松 大介*; 廣田 明成*; 渡邊 勝明*; 東郷 洋子*; 森川 徳敏*; 萩原 大樹  ; 青才 大介*; 岩月 輝希  ; 角皆 潤*; 長尾 誠也*; 伊藤 一誠*; 水野 崇   

Suzuki, Yohei*; Konno, Yuta*; Fukuda, Akari*; Komatsu, Daisuke*; Hirota, Akinari*; Watanabe, Katsuaki*; Togo, Yoko*; Morikawa, Noritoshi*; Hagiwara, Hiroki; Aosai, Daisuke*; Iwatsuki, Teruki; Tsunogai, Urumu*; Nagao, Seiya*; Ito, Kazumasa*; Mizuno, Takashi

土岐花崗岩が対象として掘削された深層ボーリング孔において、深部地下水中の微生物特性の調査を行った。その結果、低硫酸濃度環境下において、微生物的硫酸還元に伴う硫黄同位体分別が認められた。また、硫黄同位体分別の大きな同位体比および炭素同位体比は、メタン生成菌の活性が低いことを示唆した。これらの特徴は、低栄養環境である深部火成岩中の微生物生態系の特徴と考えられた。

We present multi-isotopic evidence of microbially mediated sulfate reduction in a granitic aquifer, a representative of the terrestrial crust habitat. Deep groundwater of meteoric origin was collected from underground boreholes drilled into the Cretaceous Toki granite, central Japan. A large sulfur isotopic fractionation of 20-60 permil diagnostic to microbial sulfate reduction is associated with the investigated groundwater containing sulfate below 0.2 mM. In contrast, a small carbon isotopic fractionation ( 30 permil) is not indicative of methanogenesis. Our results demonstrate that the deep biosphere in the terrestrial crust is metabolically active and playing a crucial role in the formation of reducing groundwater even under low energy fluxes.