琉大化学ってどんなところ?琉球大学 化学科のカリキュラム紹介琉球大学 化学科の研究室紹介

土岐 知弘 理学部本館347室

教員名:土岐 知弘

教員研究室:理学部本館347室

Email:
電話:098-895-8537

ファックス:098-895-8565

研究室HP:http://www.cc.u-ryukyu.ac.jp/~toki/index.html

略歴:

  • 1999: 東京大学理学部化学科卒業
  • 2001: 東京大学大学院理学系研究科修了
  • 2004: 北海道大学大学院理学研究科修了 博士学位取得
  • 2004-2006: 東大海洋研 産官学連携研究員
  • 2006-2006: 高知大学コアセンター 機関研究員
  • 2006-2007: 琉球大学理学部海洋自然科学科 助手
  • 2007-2015年4月: 琉球大学理学部海洋自然科学科 助教
  • 2015年5月-現在: 琉球大学理学部海洋自然科学科 准教授
研究内容:

地球化学。特に、地殻内部流体(地下水、冷湧水、海底熱水、マグマ、石油、天然ガス、ガスハイドレート、・・・etc.)を新たに「地殻内部水圏」と名付け、地球化学的な手法を用いて研究対象としています。 手法としては、潜水艇を使って冷湧水や熱水といった海底から湧出する流体を採取したり、掘削船と使って海底下の流体を採取したりして、流体中の溶存ガスや重金属の濃度、あるいは各種同位体といった化学組成・同位体組成分析を行い、流体の起源や移動過程、あるいは海底下における化学反応過程を解明します。

(1) 冷湧水のメカニズム
海底には、水温は海水とほとんど同じですがメタンや硫化水素を豊富に含んだ流体がしみ出している場所があります(冷湧水現象)。なぜ海底から水がしみだして来ているのでしょう?その答えを探るべく、冷湧水の化学組成が私たちに教えてくれる情報を読み解こうとしています。こういった取り組みは、海底下に眠る石油・天然ガス・メタンハイドレートの蓄積・形成・崩壊過程や地震発生機構の解明にも関連があると期待されます。
(2) 海底熱水系の海底下における化学反応過程
水深数1000 mという海底では300℃以上の流体が噴き出している場所があります(海底熱水現象)。海底熱水の化学組成は母岩やマグマの組成、さらには上昇過程における海水の混合や圧力の低下に伴う沈殿・再溶解あるいは気液分離といった化学的反応過程、また表層を中心にした微生物活動によって規定されると考えられています。実際に海底熱水は場所ごと、地域ごと、噴出孔ごとにそれぞれの個性があることが知られています。その違いを明らかにし、かつその原因を探ることで、海底熱水系で今現在起きていることについて明らかにしたいと考えています。かつて生命は熱水から生まれたかもしれないと言われています。本当にかつての地球の姿がそこには現存しているのでしょうか。海底熱水系の現状の姿を化学的な言葉で記述する。そんな役割を担うことを目指しています。

学生へのメッセージ:

大学時代には、常日頃から身の回りの現象に興味を持ち、研究や講義、実験、サークルや部活、アルバイトや就職活動を通して、ひとを含めた自然と自己との関わり合い・距離感を心身ともに感じてください。また、技術的な面においては、現象を多角的・客観的に見る能力、物事を系統的にまとめ、対応を判断する力、自分の考えを的確に伝える表現力など、社会でふつうにひととして活動してゆく上で身につけておいた方が望ましい力を体得してください。
卒業研究や大学院では自然現象を科学的に把握し、データを真摯に受け止め、論理的に筋を通すことに力を注いでください。一己のノンフィクション・ストーリーテラーであることが求められています。いかに史実に忠実に、いかに説得力のある筆力で結論を示すか、時には作業仮説を提示するか。いずれは研究する仕事に就くにせよ、一般の仕事に就くにせよ、新しく物事を作り上げる能力が必要とされています。時には想定外の事象に突き当たるとも、前向きに各種能力の鍛錬に取り組んでください。

世界は広く、ひとりひとりの力は限られています。それでも、ひとは必然的に存在しているかけがいのない数多くのひとりひとりの中のひとりであることは間違いないはずです。自己の存在の必然性を見つけ、打ち込むべし!健闘を祈る。

履修しておいてほしい授業科目:

海洋化学概論,海洋無機化学,海洋無機化学実験

主な発表論文:

 
  1. Tomohiro Toki, Kiichiro Kawamura, Urumu Tsunogai, and Toshitaka Gamo: Microbial metabolism inferred from chemical and isotopic compositions of pore water around bananas discovered on the deep-sea floor in the Tenryu Submarine Canyon, JAMSTEC-R, Accepted
  2. Tomohiro Toki, Daigo Iwata, Urumu Tsunogai, Daisuke D. Komatsu, Yuji Sano, Naoto Takahata, Hiroshi Hamasaki, Jun-ichiro Ishibashi: Formation of gas discharging from Taketomi submarine hot spring off Ishigaki Island in the southern Ryukyu Islands, Japan, Journal of Volcanology and Geothermal Research, Accepted
  3. Tomohiro Toki, Masataka Kinoshita, Sumito Morita, Harue Masuda, Harunur Rashid, Haruka Yoshinishi, Takanori Nakano, and Takashi Noguchi: The vertical chloride ion profile at the IODP Site C0002, Kumano Basin, off coast of Japan, Tectonophysics, Accepted
  4. Tomohiro Toki, Arito Hamamoto, Miki Tawata, Junichi Miyazaki, Kentaro Nakamura, Mariko Abe, Ken Takai, Yuji Sano, Naoto Takahata, Urumu Tsunogai, and Jun-ichiro Ishibashi: Methanogens in H2-rich hydrothermal fluids resulting from phase separation in a sediment-starved, basalt-hosted hydrothermal system, Chemical Geology, v. 447, 208-218, 2016
  5. Tomohiro Toki, Michihiro Itoh, Daigo Iwata, Shogo Ohshima, Ryuichi Shinjo, Jun-ichiro Ishibashi, Urumu Tsunogai, Naoto Takahata, Yuji Sano, Toshiro Yamanaka, Akira Ijiri, Nobuaki Okabe, Toshitaka Gamo, Yasuyuki Muramatsu, Yuichiro Ueno, Shinsuke Kawagucci, and Ken Takai: Geochemical characteristics of hydrothermal fluids at Hatoma Knoll in the southern Okinawa Trough, Geochemical Journal, v. 50, 493-525, 2016
  6. Tomohiro Toki, Kota Higa, and Ruichi Shinjo: Data report: boron isotope ratios in interstitial waters from Sites C0021 and C0022.C0022. In Strasser, M., Dugan, B., Kanagawa, K., Moore, G.F., Toczko, S., Maeda, L., and the Expedition 338 Scientists, Proceedings of the Integrated Ocean Drilling Program, 338: Yokohama (Integrated Ocean Drilling Program), doi:10.2204/iodp.proc.338.203.2015
  7. Tomohiro Toki, Harue Masuda, Harunur Rashid, Sebastian Hammerschmidt, and Ruichi Shinjo: Development of a new method of extraction of interstitial water from low-porosity consolidated sediments recovered during super-deep drilling projects. Geostandards and Geoanalytical Research, v.40(2), 291-300, 2015
  8. Tomohiro Toki, Sawako Heshiki, and Ryuichi Shinjo: Improved method for seawater lithium isotopic ratio determination using MC-ICP-MS, Bulletin of the Society of Sea Water Science, Japan, v.69, 326-331, 2015
  9. Tomohiro Toki, Jun-ichiro Ishibashi, Takuroh Noguchi, Miki Tawata, Urumu Tsunogai, Kentaro Nakamaura, Chemical and isotopic compositions of hydrothermal fluids at Snail, Archaean, Pika, and Urashima sites in the southern Mariana Trough, In: Subseafloor Biosphere Linked to Global Hydrothermal Systems; TAIGA Concept, Kyoko Okino, Jun-ichiro Ishibashi and Michinari Sunamura (eds.), Springer, Tokyo Heidelberg New York Dordrecht London, pp. 587-602, 2015
  10. Tomohiro Toki, Ryosaku Higa, Akira Ijiri, Urumu Tsunogai, and Juichiro Ashi: Sources of seepage fluids and the distribution and migration of pore fluids inferred from the chemical and isotopic compositions of pore water from sediment of cold seep sites off Kumano, EPS, v.66, 137, 2014
  11. 土岐 知弘,比嘉 良作,棚原 朗,井尻 暁,角皆 潤,芦 寿一朗: 熊野泥火山における間隙水の起源,地球化学,v.47(4), 221-236, 2013
  12. 土岐 知弘: 琉球諸島周辺におけるメタンを主成分とする地殻内部流体の分布と地質背景との関連性, 地球化学, v.47(2), 53-69, 2013
  13. 土岐 知弘,本田 龍太郎,大嶺 一希,角皆 潤, 小松 大祐, 佐野 有司,高畑 直人,木下 正高,山城 秀之: 沖縄本島北部屋我地島沿岸における湧出ガスの起源, 地球化学, v.46(4), 257-274, 2012
  14. Tomohiro Toki, Yuto Uehara, Kazunari Kinjo, Akira Ijiri, Urumu Tsunogai, Hitoshi Tomaru, and Juichiro Ashi: Methane production and accumulation in the Nankai accretionary prism: Results from IODP Expeditions 315 and 316, Geochemical Journal, v.46(2), 89-106, 2012
  15. Tomohiro Toki, Kenji Maegawa, Urumu Tsunogai, Shinsuke Kawagucci, Naoto Takahata, Yuji Sano, Juichiro Ashi, Masataka Kinoshita, and Toshitaka Gamo: Gas chemistry of pore fluids from Oomine Ridge on the Nankai accretionary prism, In: Accretionary Prisms and Convergent Margin Tectonics in the Northwest Pacific Basin, Modern Approaches in Solid Earth Sciences, Yildirim Dilek, Yujiro Ogawa, Ryo Anma, Masataka Kinoshita, and Ryo Matsumoto (eds.), Springer, v.8, 247-262, 2011
  16. Tomohiro Toki, Urumu Tsunogai, Jun-ichiro Ishibashi, Motoo Utsumi, and Toshitaka Gamo: Methane enrichment in low-temperature hydrothermal fluids from the Suiyo Seamount in the Izu-Bonin Arc of the western Pacific Ocean, Journal of Geophysical Research, v.113, B08S13, 2008
  17. Tomohiro Toki, Urumu Tsunogai, Toshitaka Gamo, and Manabu Tanahashi: Geochemical studies of pore fluid in surface sediment on the Daini Atsumi Knoll, Journal of Geochemical Exploration, v.95, 29-39, 2007
  18. Tomohiro Toki, Toshitaka Gamo, and Urumu Tsunogai: Origins of hydrocarbons in the Sagara oil field, central Japan, The Island Arc, v.15, 285-291, 2006
  19. Tomohiro Toki, Urumu Tsunogai, Toshitaka Gamo, Shin’ichi Kuramoto, and Juichiro Ashi: Detection of low-chloride fluids beneath a cold seep field on the Nankai accretionary wedge off Kumano, south of Japan, Earth and Planetary Science Letters, v.228, 37-47, 2004
  20. 土岐 知弘, 角皆 潤, 蒲生 俊敬, 皆川 昌幸: 海水中のメタンを指標に用いた三宅島周辺海底における火山活動調査の結果について, 火山, v.48, 63-67, 2003

4. Junichi Miyazaki, Ryosaku Higa, Tomohiro Toki, Juichiro Ashi, Urumu Tsunogai, Takuro Nunoura, Hiroyuki Imachi, and Ken Takai: Molecular characterization of potential nitrogen fixation by anaerobic methane oxidizing archaea in the methane-seep sediments at the No. 8 Kumano Knoll in the Kumano Basin, off shore of Japan, Applied and Environmental Microbiology, v.75(22), 7153-7162, 2009, doi:10.1128/AEM.01184-09

5. Shingo Kato, Katsunori Yanagawa, Michinari Sunamura, Yoshinori Takano, Jun-ichiro Ishibashi, Takeshi Kakegawa, Motoo Utsumi, Toshiro Yamanaka, Tomohiro Toki, Takuroh Noguchi, Kensei Kobayashi, Arimichi Moroi, Hiroyuki Kimura, Yutaka Kawarabayashi, Katsumi Marumo, Tetsuro Urabe, and Akihiko Yamagishi: Abundance of Zetaproteobacteria within crustal fluids in back-arc hydrothermal fields of the Southern Mariana Trough, Environmental Microbiology, v.11(8), 2094-2111, 2009, doi:10.1111/j.1462-2920.2009.02031.x

6. Hidenori Kumagai, Kentaro Nakamura, Tomohiro Toki, Tomoaki Morishita, Kyoko Okino, Jun-ichiro Ishibashi, Urumu Tsunogai, Shinsuke Kawagucci, Toshitaka Gamo, Takazo Shibuya, Takashi Sawaguchi, Natsuki Neo, Masato Joshima, Taichi Sato, and Ken Takai: Geological background of the Kairei and Edmond hydrothermal fields along the Central Indian Ridge: Implications for the distinct chemistry between their vent fluids, Geofluids, v.8, 239-251, 2008, doi:10.1111/j.1468-8123.2008.00223.x

7. Tomohiro Toki, Urumu Tsunogai, Jun-ichiro Ishibashi, Motoo Utsumi, and Toshitaka Gamo: Methane enrichment in low-temperature hydrothermal fluids from the Suiyo Seamount in the Izu-Bonin Arc of the western Pacific Ocean, Journal of Geophysical Research, v.113, B08S13, 2008, doi:10.1029/2007JB005476

8. Ken Takai, Kentaro Nakamura, Tomohiro Toki, Urumu Tsunogai, Masayuki Miyazaki, Junichi Miyazaki, Hisako Hirayama, Satoshi Nakagawa, Takuro Nunoura, and Koki Horikoshi: Cell proliferation at 122°C and isotopically heavy CH4 production by a hyperthermophilic methanogen under high-pressure cultivation, Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, v.105(31), 10,949-10,954, 2008, doi:10.1073/pnas.0712334105

9. Alrum Armid, Shigeru Ohde, Ryuichi Shinjo, and Tomohiro Toki: Determination of uranium in pore water from coastal sediment by standard addition ICP-MS analysis, Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, v.275(1), 233–237, 2008, doi:10.1007/s10967-007-6997-2

10. Tomohiro Toki, Urumu Tsunogai, Toshitaka Gamo, and Manabu Tanahashi: Geochemical studies of pore fluid in surface sediment on the Daini Atsumi Knoll, Journal of Geochemical Exploration, v.95, 29-39, 2007, doi:10.1016/j.gexplo.2007.05.009

11. Tetsuro Hirono, Urumu Tsunogai, Kenji Maegawa, Tomohiro Toki, Masaharu Tanimizu, Wonn Soh, Weiren Lin, En-Chao Yeh, Sheng-Rong Song, and Chien-Ying Wang: Chemical and isotopic characteristics of interstitial fluids within the Taiwan Chelungpu fault, Geochemical Journal, v.41(2), 97-102, 2007


Gas chemistry of pore fluids from Oomine Ridge on the Nankai accretionary prism, In: Accretionary Prisms and Convergent Margin Tectonics in the Northwest Pacific Basin, Modern Approaches in Solid Earth Sciences, Yildirim Dilek, Yujiro Ogawa, Ryo Anma, Masataka Kinoshita, and Ryo Matsumoto (eds.), Springer, v.8, 247-262, 2011

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