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沼ガスは沼ガスまたはボグガスとも呼ばれ、主にメタンと、少量の硫化水素、二酸化炭素、微量のホスフィンの混合物であり、一部の地理的沼地、湿地、および泥炭地内で自然に生成されます。
沼地、湿地、湿原の表面は、最初は多孔質の植物で覆われていますが、それが腐敗して地殻を形成し、その下にある有機物に酸素が届かなくなります。この状態が、あらゆる植物や動物の嫌気性消化と発酵を可能にし、メタンを生成します。
閉じ込められたメタンは、空気と水の界面を介したメタン分子の拡散、沸騰と呼ばれるプロセスで水から泡立つこと、または植物を介した輸送という3つの主な経路のいずれかを通じて逃げることができます。[1]
メタン生成
メタンは、俗に「湿地ガス」と呼ばれる物質を構成する主要なガスです。自然界で生成される生物起源のメタンの多くは、酢酸分解または二酸化炭素の水素還元によって生成されます。メタンは、メタン生成と呼ばれるプロセスで、無酸素状態でメタンを生成するメタン生成菌、古細菌によっても生成されます。メタン生成菌属のメタノサルキナは、湿地環境によく見られます。これらはどちらも、水生泥の中でメタン生成を刺激し、メタン生成の基質として酢酸、メタノール、トリメチルアミンを使用することが知られています。 [2]
脱出ルート
地球上の湿地は、大気中のメタン の最大の発生源の一つです。このメタンは、無酸素環境での有機物の分解によって生成され、主に夜間に起こる拡散、沸騰、または植物を介した輸送によって放出されます。
拡散プロセスは、気体と水の界面を通過することによって制御されます。[1]拡散は、乱流渦の動きなどの湧昇や冷却プロセスによって加速および強化されます。夜間には、熱が放射によって水面から放出されます。冷たい表層水は沈み、暖かい表層水を押し出して渦を形成します。これらの渦は、溶解したメタンを水柱全体に循環させ、大気へのメタンフラックスを増加させます。このプロセスは流体輸送と呼ばれ、夜間のメタンフラックスの半分以上を占め、湿地環境からの年間メタン排出量の32％を占めています。[3]
沸騰は、バブリングとも呼ばれ、栄養分に富んだ堆積物から水柱、そして大気へとガスが一方的に輸送される現象の一種です。淡水および沿岸海洋生態系におけるガス交換の主要なメカニズムであり、日中および気温が高いときにピークに達することが知られています。沸騰は淡水湿地の年間メタンフラックスの45％を占めており[3]、夏季の日中に特に重要であり、風の増加によっても引き起こされる可能性があると報告されています。
湿地環境で最も一般的な草の1つはスパルティナです。これらのスパルティナやその他の一般的な湿地の草は、植物の茎と根にあるガス輸送システムを利用しています。ガス輸送システムは、葉身を通してガス拡散し、植物の根の最も遠い先端まで移動することで機能します。この輸送システムは、草の根の好気性呼吸のニーズをすべて満たすのに十分であり、周囲の泥の空気供給にも役立ちます。[4]
参照
- 無酸素水
- 炭鉱で自然に発生する可燃性ガス
- 湿潤土壌
- 埋立地ガスは、都市ごみが廃棄される場所で偶然生成されるガスです。
- ミシガン州の「沼のガス」UFO報告
- 天然ガス
- 下水ガス
- 湿地のメタン排出
- メタンガスなどのガスの発火によって発生する不思議な光、ウィル・オ・ザ・ウィスプ
参考文献
- ^ abアンソニー、ケイティ ・ウォルター; マキンタイア、サリー (2016)。 「沼地ガスの 夜間の逃避経路」。ネイチャー。535 (7612): 363–365。doi : 10.1038/535363a。ISSN 1476-4687。PMID 27443738。S2CID 4455298 。
- ^ Oremland, Ronald S.; Marsh, Lorraine M.; Polcin, Sandra (1982). 「無酸素塩性湿地堆積物におけるメタン生成と同時硫酸塩還元」Nature . 296 (5853): 143–145. Bibcode :1982Natur.296..143O. doi :10.1038/296143a0. ISSN 1476-4687. S2CID 97553723.
- ^ ab Poindexter, Cristina M.; Baldocchi, Dennis D.; Matthes, Jaclyn Hatala; Knox, Sara Helen; Variano, Evan A. (2016). 「見落とされがちな輸送プロセスが湿地のメタン排出に与える影響」. Geophysical Research Letters . 43 (12): 6276–6284. Bibcode :2016GeoRL..43.6276P. doi : 10.1002/2016GL068782 . ISSN 1944-8007. S2CID 131801158.
- ^ Teal, John M.; Kanwisher, John W. (1966). 「湿地の草、Spartina alterniflora のガス輸送」。実験植物学ジャーナル。17 (2): 355–361。doi :10.1093/ jxb /17.2.355。ISSN 0022-0957 。