トピックス
深海堆積物から新たに見つかった微小マンガン粒―放射光等を活用した分野横断解析と将来展望
浦本豪一郎
高知大学海洋コア総合研究センター〒7838502 高知県南国市物部乙200

諸野祐樹
海洋研究開発機構高知コア研究所

要 旨〒7838502 高知県南国市物部乙200

マンガンは地球表層において鉄，チタンに次いで存在量の多い金属元素である。酸化還元状態などの環境変化に応じて希少金属を伴って容易に沈殿物を形成または溶解する特性を持ち，環境中での金属元素の挙動を理解する上で重要な元素として注目されてきた。地球上の 7 割を占める広大な海洋においては，外洋域の深海底に大量の酸化物として存在する事が知られてきたが，海底のさらに下，海底下地層環境中のマンガンの存在実体は分かっていなかった。筆者らは，放射光 X 線解析を含む分野横断の微細構造解析や高感度化学組成化学状態分析を駆使して深海
底地下環境を調べ上げた結果，地層内でのマンガンは縮れた糸状鉱物の集まった直径数ミクロンの酸化物微粒子「微小マンガン粒」として存在する事を明らかにした。また，微小マンガン粒の地球全体の数的規模から，深海底のマンガン団塊などに含まれる量の100～1000倍のマンガンが，微小マンガン粒として海底下に埋没している事も突き止め，地球規模の金属元素動態において微小マンガン粒が重要な役割を果たすことが分かってきた。本稿では，微小マンガン粒について得られた科学的知見と，環境試料への放射光 X 線解析の適用事例として筆者らの取り組みを紹介すると共に，将来展望を議論したい。

み，また，マンガン鉱物自体の結晶性が低く，鉱物の性質

1. はじめにを調べることは困難だった。そんな中，筆者らは海底下か

マンガンは地球表層環境に存在する金属元素の中で鉄，ら採 取し た地 層試料 の微 細構造 を観察 する 技術を 確立

チタンに次いで存在量が多く，また，酸化還元状態のよう

し4) ，外洋深海底の地層試料を含めて試料観察を実施しな化学的な環境変化に反応して希少金属を伴って沈殿物をた。その結果，酸素に満ちた堆積物環境が広がることが分形成または溶解するため，環境中での金属元素の挙動を理かった南太平洋環流域の深海堆積物5)に直径数ミクロンの解する上で，重要な元素として注目されてきた1)。広大な微粒子状の形態でマンガン鉱物が存在すること（以下，微海洋，その 90 以上を占める外洋域の暗黒の深海底において，マンガンは「マンガン団塊」や「マンガンクラスト」と呼ばれる球状ないし板状の鉄マンガン酸化物の鉱物を形成して広く分布し，近年，その成因について調査が進んでいる2)。ただし，マンガン鉱物の生成が大規模に生じている外洋域の深海底から，さらにその下の地層環境内で，どのようにマンガン鉱物が存在するか，実態は明らかでなかった。
外洋域の深海底地層環境は，主に陸から風で運ばれた塵や火山活動によって放出された砕屑物などの鉱物粒子，マリンスノーと呼ばれるプランクトンの死骸が集まった有機物粒子などが降り積もった堆積物から構成される。 20 世
紀後半から国際プロジェクトで実施されている海底科学掘削が進展し，回収された堆積物試料の化学分析等により，
外洋深海底の地層中に数 wt 程度の割合でマンガン鉱物が含まれることは分かっていた3)。しかし，地層の大部分を占めるその他の鉱物粒子や有機物粒子が詳細な分析を阻

Fig. 1

Photograph of a 3D print model of a separated Mnmicroparticle made from tomography images. Scanned 3D
image of approximately 7 mm diameter Mn-microparticle ismagniˆed by 104 times and printed. Sample is measured using synchrotron-based X-ray microcomputed tomography at
BL47XU, SPring-8.

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(C) 2019 The Japanese Society for Synchrotron Radiation Research

トピックス ■ 深海堆積物から新たに見つかった微小マンガン粒―放射光等を活用した分野横断解析と将来展望

小マンガン粒）を発見した6) （ Fig. 1 ）。また，地層試料かの酸素に満ちた遠洋性粘土の地球規模分布から見積もったら微小マンガン粒を選択分離する技術開発を進めること

ところ，地球全体で 1.5～ 8.8×1028個と膨大な微小マンガ

で，その性質を個別具体的に調べることが可能となり，ン粒が海底下に存在することが明らかとなった。

地球規模での金属元素動態において微小マンガン粒の果たす役割が分かってきた6)。

観察によって見つかった多数の微小マンガン粒であったが，堆積物中の存在割合は体積 15以下で，サイズも小以上の検討の中で，放射光施設における試料分析，大型放射光施設 SPring-8 設置の X 線 mCT7) ，高エネルギー加速器研究機構 Photon Factory 設置の走査型透過 X 線顕微鏡（Scanning Transmission X-ray Microscopy, STXM)8)と X 線吸収微細構造解析（X-ray Absorption Fine Structure, XAFS)9)により，微小マンガン粒の構造や化学状態の特徴が明らかとなった。本稿は，環境試料への放射光解
析の適用事例を紹介することを目的とし，まず微小マンガ
ン粒発見の科学的意義を述べ，その後，各放射光施設の利用経緯や得られた結果について紹介するとともに，将来への展望を議論したい。

2. 微小マンガン粒発見の科学的意義
筆者らの取り組みでは，まず「極限環境」といえる深海
底下の地層環境における鉱物の存在形態を含め，実体を見定める必要があると考えた。そのためには，構成マトリク
スである地層を含めた詳細な微細構造観察が不可欠となるため，筆者らが開発した海底堆積物の樹脂包埋による微細構造可視化技術を用いて4,10)，外洋域に限らない様々な海域の海底堆積物11,12)の微細構造解析を進めた。その結果，様々な海域の地層環境中にナノ～サブミクロンスケールの鉱物が集合して塊を形成したミクロンスケールの微粒子が存在していること（ Fig. 2a ），また，南太平洋環流域のよ
うな酸素に満ちた遠洋性粘土の地層環境5)にのみ，微小マ
ンガン粒が存在することが明らかになった。また，樹脂包
埋堆積物のミクロトーム切削面の走査電子顕微鏡（SEM）
観察取得画像の解析に基づいて，単位体積に含まれる微小マンガン粒を計数したところ，地層試料 1 cc あたり 1
億～ 10 億個（ Fig. 3 ）に及ぶことが分かった。更に，外洋

Fig. 2

Fig. 3Depth proˆles of numbers of Mn-microparticles in pelagic
oxic sediment samples from the South Paciˆc Gyre. Sampling sites are plotted on an inset global map showing regionsthat may contain dissolved oxygen through the entire
sedimentary sequence5). Dark (light) gray indicates regions
likely to feature maximum (minimum) dissolved oxygen andaerobic activity.

Representative electron micrographs of Mn-microparticles in sediment samples. (a) Cross-sectional scanningelectron microscopy (SEM) images of resin-embedded oxic pelagic clay. Arrows indicate Mn-microparticles. (b)SEM image of a Mn-microparticle in a density-separated sample (sample U1365C-1H-2 0/20).

放射光 Nov. 2019 Vol.32 No.6 ● 301

さいことから微粒子自体に関する詳細な物性解析が困難なの化学状態解析では，光還元によると推測されるアーティ

状況にあった。そこで筆者らは，比重分画13) とフローサ

ファクトが認められる結果となったが， XAFS によるバ

イトメーター/セルソーティングの光学分取技術14)を組みルク試料の分析から酸化的な化学状態を示す結果が得られ合わせ，様々な無機有機粒子を含む堆積物試料から微小た（Fig. 4）。

マンガン粒のみを分取する技術を確立した。これにより，更に，微小マンガン粒を大量に分離（約 10 万個）する

個々の粒子について電子顕微鏡観察や放射光 X 線解析がことで，その化学組成を定量的に分析することも可能とな可能となった。粒子全体および集束イオンビーム加工したった。そして，主要微量元素の組成から分かる相対的な微小マンガン粒の薄膜等に対する電子顕微鏡観察，および金属元素比（［鉄]―[マンガン]―[銅＋コバルト＋ニッケ

X 線 mCT による解析などから，微小マンガン粒は縮れた

ル］三角ダイアグラム)15)や主に正のセリウム異常値を示

糸状の鉱物で構成され（ Fig. 2b ），海底面に大量に存在す

すレアアースパターンなどから（Fig. 5），微小マンガン粒

るマンガン団塊で一般に認められている縞状の成長線構造

は海底地下で生成したものではなく，海水中で形成されたや中心に核となる物質が存在しないことが分かった。一方，ものが海底に沈んで地層内に埋もれていることが示唆され

1 粒子単位での STXM による微小マンガン粒の構成金属

た。また，筆者らが調査した地層試料において，海底下最Fig. 4

XAFS results of studied bulk sediment samples. (a) XANES spectra of selected and standard samples. (b)Representative normalized k 2-weighted EXAFS spectra for sample U1365C-1H-2 0/20 and standard samples.

Fig. 5

Geochemical characteristic of separated Mn-microparticles in oxic pelagic sediments. (a) Fe-Mn-(Co＋Cu＋Ni)
×10 ternary diagram. (b) Post-Archean Ausralian Shale (PAAS) normalized REE patterns.

302 ● 放射光 Nov. 2019 Vol.32 No.6

トピックス ■ 深海堆積物から新たに見つかった微小マンガン粒―放射光等を活用した分野横断解析と将来展望

深部の古い年代の地層（白亜紀中期，約 1 億年前)12)から

線 mCT のビームタイムを取得できるようになったため，

微小マンガン粒が見つかったことから，微小マンガン粒の

mCT に よ る 微 粒 子の 3 次 元 イメ ー ジ ン グ に 着 手 した 。

形成が 1 億年以上にわたって継続して生じていることも

mCT の場合，最も空間分解能の高いビームラインでは直示唆された。さらに，当該環境における地層の形成速度

径50 mm×高さ50 mm の範囲を30分以内に計測することが（ 0.0001 cm/年）と，単位体積の地層に含まれる微小マン出来る。したがって，測定範囲内に微小マンガン粒をより

ガン粒の数から，微小マンガン粒が降り積もるスピードを集めることできれば，複数粒子を 3 次元で同時に測定で計算したところ， 1 cm2 の海底に一日あたり 108 ± 35個ほき，非常にハイスループットな計測を実現できる。

ど沈殿し，海底付近の海水 1 L あたりには100150個の微

実際の筆者らによる SPring-8 の mCT の利用では，比較

小マンガン粒が存在していると見積もられた。これによ的低空間分解能のビームライン（ BL20B2 ，取得 mCT 画

り，真っ暗な深海底で持続的に粛々と，微粒子の形成沈像の主な画素サイズ約 5 mm/pixel）の利用から始まった。

殿ならびに埋没が起きている実体への示唆が得られた。

その後，徐々に高空間分解能化し（BL20XU，約0.5 mm /化学組成分析結果からは，微小マンガン粒は鉄やマンガ

pixel ），最終的に超高空間分解能計測（ BL47XU ，約 70

ン等の他，レアアースのような有用希少金属を多く含み，

nm / pixel ）を実施するという，空間分解能を段階的に上深海底のマンガン団塊などと共通する特徴を示した。特げていく形，順を追ったビームライン利用により，微粒子に，外洋域の深海地層中に含まれるマンガンの 30 ～ 60 の超高空間分解能の可視化に至った。微粒子サイズ（平均が微小マンガン粒に含まれ，全外洋で重さにして 1.28 ～直径 4 mm ）を考慮すると， SPring-8 の利用初期から最高7.62兆トン相当のマンガンを含むことが分かった。このマ

空間分解能である BL47XU の mCT を利用することも可

ンガン総量は，海底のマンガン団塊やマンガンクラストに能だったかもしれない。しかし，順を追って利用を進めた

含まれるマンガン総量16)の100～1000倍に相当し，膨大なことで，高空間分解能の計測に適した試料処理，および計

マンガンが微粒子状の形で海底下に埋もれていることを示

測における注意点等を段階的に習得した側面は大きかった

している。このことは，これまでの海底下におけるマンガと認識している。

ンの賦存量に関わる人類の認識を大きく上回るものであ 試料サイズと，
mCT 計測に求められた試料処理とは，

り，深海底地層環境中の微小マンガン粒が，海洋底（下） 高輝度 X 線照射に伴う試料ダメージとそれに伴うアー


での金属元素動態や物質保持メカニズムを理解する上で重ティファクトへの対応である。前者については，高空間分

要な役割を果たすことが明らかとなった。

解能の mCT 計測ほど，試料のサイズを小さくすることが以上の結果を得る上で，SPring-8 の X 線 mCT によって必要となる。適切な mCT 計測が可能なサンプル径のおお微小マンガン粒の内部構造，Photon Factory の STXM な

よそのサイズは，BL20B2 で 5 mm，BL20XU で500 mm，

らび に XAFS に よ っ て微 小 マン ガン 粒 の 化学 状 態計 測

BL47XU で 50 mm である。筆者らは当初，樹脂包埋したデータを得ており，以下に各装置の利用の詳細を紹介する。

堆積 物試 料に よって 微小 マンガ ン粒の 計測 を意図 し，

3. 微小マンガン粒の 3 次元微細構造解析

BL20XU の500 mm 径の試料計測までは，手作業による試料加工で十分だった。しかし， BL47XU の 50 mm 径の試筆者らが研究を進めていく中で，樹脂包埋した地層試料

料成形は手作業で困難なため，精密ステージやマイクログの SEM 観察において大量の微小マンガン粒が外洋域の深ラインダーを組み合わせた装置を構築することで試料加工

海底地下に存在する事は早い段階で判明していた。そこを達成した。一方，空間分解能が高まるほど， X 線の照で，その性質を正確に調べるために，粒子を地層試料から射密度が高くなり，試料へのダメージが発生することは大分離する技術構築を進め，比重分画と光学分取を併用したきな問題であった。具体的には，樹脂包埋した堆積物試料

鉱物 微粒子 の分 離技術 を確 立した 。分離 した 微粒 子はの場合，測定中に試料内部が変形することによるアーティ

SEM 観察により，微小マンガン粒が縮れた糸状鉱物の絡ファクトが mCT の再構成画像に生じたことである。これまった表面構造を示すことは分かった。

は，高密度の X 線照射自体，またはそれを吸収した鉱物

一方，微小マンガン粒内部の微細構造に関しては，複数粒子が熱を持つことで，比較的低温（ 60 °C ～ 80 °C ）で重の方法を検討し，最終的に SPring-8 の放射光 X 線 mCT

合した包埋用の樹脂が変形したことが原因で生じたと考えを利用することでデータ取得に至った。内部構造の 3 次ている。こうした現象は BL20B2 における計測では見ら

元観察には，収束イオンビームによる微粒子の加工と電子れなかったが， BL20XU の計測で軽微なアーティファク

顕微鏡観察を行う手段もあり，初期段階の筆者らの検討でトとして認められ， BL47XU の利用では試料の変形が顕も実施した。しかし，比較的硬質な鉱物粒子を加工するに著となる結果となった。

は時間を要するため，現実的な加工時間観察時間で得らこうした樹脂包埋試料の mCT 計測によるアーティファ

れるデータ量が限られる点で 3 次元構造解析には難があクトの発生については，最近，他の研究課題によるビームった。

ライン利用で問題解決に至りつつあるが，微小マンガン粒

同時並行して，筆者らは SPring-8 の利用研究課題で Xの計測については，樹脂を用いず，地層試料から分離した

放射光 Nov. 2019 Vol.32 No.6 ● 303

微粒子の直接計測によって問題を克服した。この際，分取した微粒子をマウントする材料の選定が鍵となった。筆者
らは，電子顕微鏡用の試料台にマウントすることを試みた
が，金属系素材では，金属鉱物を主成分とする微小マンガ
ン粒と mCT 再構成像で適切なコントラスト差が得られな
い，あるいは素材によってマウント時に微粒子が溶解するなどの問題が生じた。最終的に，カーボンナノチューブを素材とするゲッコーテープ17) を構成するフィラメントの一部に直接微小マンガン粒を付着させることで計測が可能となった。これによって，複数の微粒子の内部構造を解析した結果，微小マンガン粒は海底に大量に存在するマンガン団塊の内部構造で認められている縞状の成長線構造や中心に核となる物質2)が存在しないことが分かった。したがって，深海底地下の微小マンガン粒と深海底のマンガン団
塊は，深海環境で形成し，化学組成において類似した特徴を示すが，その構造は全く異なることが示された。こうした違いが生じる要因の検討は今後の課題であるが，高空間分解能でミクロンスケールの微粒子内部構造を初めて 3
次元的に可視化できたことで，深海域で生成する金属鉱物
粒子の生成過程の多様なプロセスの一端に迫るデータが得られたことは特筆すべき点として挙げることができる。

4. 微小マンガン粒の化学状態解析
SPring-8 における微粒子解析の試料処理の経験を積んだ次のステップとして，高エネルギー加速器研究機構のFig. 6

Photon Factory において，微小マンガン粒を構成する鉄やマンガンなどの金属元素の化学状態計測を試みた。一般に，筆者らが対象とする地層試料の解析の場合，試料を構成する元素の安定同位体比の分析により地層の形成環境などを議論する研究事例が多いが，マンガンは他の多くの元素と違って安定同位体が存在しない。一方で，既述したようにマンガンは酸化還元状態の変化に応じて容易に溶解な

STXM results of manganese in Mn-microparticles and standard samples. (a-d) Cross-sectional SEM images of STXManalyzed Mn-microparticles in samples of U1365C-1H-2 0/
20 (a), U1367D-1H-2 20/40 (b), U1365D-2H-3 0/20 (c),and U1365C-9H-3 35/55 (d). Solid squares indicate analyzed spot in the NEXAFS spectra. Scale bars, 1 mm. (e)NEXAFS spectra for manganes of Mn-microparticles andstandard samples of Mn L-edge. Note changes in the redox
state of manganese in Mn (IV) standards of d-MnO2 andbirnessite during repeated STXM measurements.

いし沈殿物を形成する性質を有することから，マンガン鉱物の形成プロセスや存在環境の特徴を理解する上で，化学酸化的な化学状態を示したことは予想されたが，マンガン状態の計測が不可欠となる。そこで， Photon Factory にが還元的な化学状態を示したことは想定外であった。このおいて， XAFS（ BL-9A）と STXM （BL-13A）を利用し結果は複数の微粒子についての STXM 計測でも同様だって微小マンガン粒の化学状態解析を実施した。

た。

筆者らによる Photon Factory の利用は， SPring-8 におそこで，筆者らは研究対象の地層試料を構成するマンガ

ける放射光解析のための微粒子の試料処理技術を踏まえンの多くが微小マンガン粒から構成される点に着目し，て，高空間分解能の計測が可能な STXM の利用から始XAFS によるバルク試料の分析を行うことで，微小マン

め， 最 終 的に XAFS によ る バル ク試 料 の 分析 を 行っ て

ガン粒の化学状態計測を試みた。その結果， XAFS 分析

データを取得した。 STXM 計測のためのサンプル準備

した全ての外洋海底の試料中のマンガンは IV 価の酸化的は，集束イオンビーム加工によって 1 mm 程度に薄膜化しな化学状態を示し， STXM と異なる結果となった。また微小マンガン粒を透過電子顕微鏡観察用のグリッドに貼た，試料に含まれる間隙水の化学組成に基づいて熱力学計

り付け，微小領域計測を実施した。その結果，鉄とマンガ算を実施したところ，検討対象の地層試料は IV 価マンガ

ンで X 線吸収スペクトルの不一致が認められ，具体的にンに対して過飽和， II 価マンガンに対して不飽和で，つは，鉄は III 価の酸化的な化学状態，マンガンは II 価の還まり II 価マンガンが鉱物として存在する可能性は低いこ

元的な化学状態を示した（ Fig. 6)6)。微小マンガン粒は酸とが示唆された。更に， STXM により IV 価マンガンの素に満ちた地層環境から取得した微粒子であるため，鉄が標準物質（d-MnO2 とバーネサイト）を繰り返し計測した

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ところ，微小マンガン粒ほどではなかったものの，測定ごで 紹 介 し た 分 析 デ ー タ は ， SPring-8 利 用 研 究 課 題 番 号とに X 線吸収スペクトルが変化する結果が得られた（Fig.

2014A1239,

2014B1367,

2014B1372,

6）。以上の結果を総合的に判断し，微小マンガン粒に含ま

2015B1168,

2015B1218,

2015B1487,

2016A1339,

れるマンガンは IV 価の酸化的な化学状態であり，STXM

2017A1103,

2017A1104,

2017B1239,

2017A1240,の計測時は高密度の X 線照射によって IV 価マンガンが光2018A1419, 2018A1421 ならびに高エネルギー加速器研究

還元により II 価マンガンに変化したものと結論付けた。

機 構 共 同 利 用 課 題 2013S2-003, 2016S-002, 2016G632 に

筆者らによる微小マンガン粒の化学状態の計測において，2015B1168,て取得した。

STXM による微小領域分析では，現時点で適切なデータが得られなかったが，バルク試料の分析で十分に計測可能なマンガンが含まれていると見積もられ， XAFS の低空間分解能分析で必要なデータを得られた。Photon Factoryの STXM の場合，フォトンフラックスが 5 桁ほど XAFS
より大きいことから，マンガンのように化学状態の変化しやすい元素は計測中の X 線照射で影響を受けたことが考えられる。環境試料を計測する際は，試料の化学的な性質と各装置の計測条件を考慮した上で，適切な装置を選定し，試料への影響を抑えた計測が重要となる。

5. おわりに
本稿では，従来，見る技術調べる技術がなかったため，膨大な量があるにもかかわらず，存在すら知られていなかった外洋域深海底下の微小マンガン粒について，現在までに得られている科学的知見と，そのために実施した放射光 X 線解析の概要を紹介した。放射光 X 線解析は高空間分解能高感度の分析で試料の構造や化学的性質を理解する上で不可欠の役割を果たしてきた。一方，サンプルの化学的性質ならびに密度の高い X 線を照射するがゆえに，サンプルの変形や化学状態が変化するなど現象も発生しており，測定に伴う試料への影響を適切に認識し，対応することが必要であると認識した。放射光の各装置の計測においては，必要十分なデータを得るための X 線の露光
時間など測定時間を考慮することも重要となるため，測定時間とフォトンフラックスのバランスを考え，最適の計測方法を探っていくことで，環境試料の性質をより詳しく理解できるものと期待される。
謝辞
SPring-8 の利用では，関口博史博士（ JASRI ）に研究目的とビームラインで実施可能な分析との橋渡しをする重要な情報や，課題申請等においても細やかな情報提供を頂いた。ビームラインの利用では，上杉建太朗博士，竹内晃
久博 士，星 野真 人博士 ，上 椙真之 博士， 鈴木 芳生 博士（ JASRI）に大変お世話になった。Photon Factory の利用
では，高橋嘉夫教授（東大），武市泰男博士（KEK-IMSSPF），菅大暉博士（東大）に大変お世話になった。本稿

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放射光 Nov. 2019 Vol.32 No.6 ● 305

著者紹介
浦本豪一郎

諸野祐樹

高知大学海洋コア総合研究センター 特任
助教（卓越研究員）
E-mail: uramoto.go＠kochi-u.ac.jp
専門堆積学［略歴］
2010 年千葉大学大学院自然科学研究科地球生命圏科学専攻博士後期課程修了，博士（理学）。同年早稲田大学理工学研究所客員研究員， 2011 年海洋研究開発機構高知コア研究所ポストドクトラル研究員，2014 年海洋研究開発機構高知コア研究所
日本学振興会特別研究員（PD），2016年
11月より現職。

海洋研究開発機構高知コア研究所主任研究員
E-mail: morono＠jamstec.go.jp
専門地球微生物学［略歴］
2004 年東京工業大学大学院生命理工学研
究科生物プロセス専攻博士後期課程修了，博士（工学）。同年産業技術総合研究所
特別研究員， 2006 年海洋研究開発機構高知コア研究所研究員，2010年より現職。

Discovery of ferromanganese microparticles indeep-sea oxic sediments: interdisciplinary
approach and future perspectives
Go-Ichiro URAMOTO

Center for Advanced Marine Core Research, Kochi University, Monobe B200,
Nankoku, Kochi, 7838502, Japan

Yuki MORONO

Kochi Institute for Core Sample Research, Japan Agency for Marine-Earth
Science and Technology, Monobe B200, Nankoku, Kochi, 7838502, Japan

Abstract

Manganese is the third most abundant metallic element, after iron and titanium, in the Earth's
crust, and ferromanganese minerals are sensitive to changes in redox condition. Assessing theformation and preservation of ferromanganese minerals is important for understanding the global
cycles of manganese and numerous associated trace elements. The most extensive manganesemineral deposits occur on abyssal plains, including those below open-ocean gyres. However, theextent of ferromanganese minerals buried in subsea‰oor sediments remains unclear. By using
high-resolution and high-precision interdisciplinary techniques including synchrotron-based X-ray
analyses, we found abundant (108109 particles cm－3) micrometer-scale ferromanganese mineral particles (Mn-microparticles) in the oxic pelagic clays of the oceanic gyre region. From theglobal distribution of Mn-microparticles, we estimated the number of Mn-microparticles to be 1.5
8.8×1028 particles, which accounted for 1.287.62 Tt of manganese. This estimate is at least 2orders of magnitude larger than the manganese budget for manganese nodules on the sea‰oor.
Along with the examination of manganese input, formation, and preservation, we documented
new insights into the global budget of metallic elements in the abundant Mn-microparticles
present in deep subsea‰oor environments. This paper introduces signiˆcance of the discovery ofMn-microparticles in deep-sea sediments and discusses future perspectives on the application ofsynchrotron-based X-ray analyses to the environmental sediment samples.

306 ● 放射光 Nov. 2019 Vol.32 No.6