【研究のポイント】
　REE泥に中の魚骨類がREEのホストであることは明らかになっていましたが、なぜREE泥の中で魚骨類にREEが濃集するのかは分かっていませんでした｡これを明らかにするためには、REEが魚骨類の構成物のどこにどのように存在するのか、またどのような元素と共に存在するのかが重要になります。

本研究成果のポイント
●REEが濃集している箇所にはアパタイト構造中に炭素が存在することを確認。
●炭素量とREE量の相関を解明し、炭素がREE濃集の鍵であることを示唆。
●炭素がアパタイトに取り込まれる可能性は、有機成分（コラーゲンなど）の分解に起因すると推察。

【概要】
　REE（希土類元素）は、自動車をはじめとするハイテク産業において、不可欠な金属として知られています。近年、日本の南鳥島周辺で採取された深海泥には、魚の骨や歯の破片が含まれており、これに希土類元素（REE）が高濃度で濃集していることが明らかになりました。魚骨類にREEが濃集するメカニズムを解明することができれば、海水などの流体から効率的に希土類元素を回収する技術の開発に貢献することが期待されます。したがって本研究では、このREE泥中の骨片類にREEがどのように濃集しているかを詳しく調査しました。
　本研究の結果、骨片類は歯に比べてREEがより高濃度で含まれる傾向があることが判明しました。また、骨片類中に存在する炭素が、REEの取り込みを促進している可能性があることが示されました。この炭素は、魚骨類の構成物であるアパタイトと呼ばれるリン酸カルシウムの構造に炭酸基（CO₃²⁻）として取り込まれ、REEをアパタイト構造内に取り込むための特別なサイトを形成する役割を担っていると考えられます。

【研究背景】
　希土類元素は、電動車などに欠かせない極めて重要な金属です。しかし、その生産は一部の国に偏っており、その供給の不安定さは常に大きな問題となってきました。近年では、日本の排他的経済水域に位置する南鳥島周辺にREEを高濃度で含む泥（REE泥）が存在することが知られ、新たなREE資源として関心を集めています。しかし、深海底泥の資源としての活用には、そこに住む生物たちへの影響など、環境問題が常に伴うため、実現するためには多くの課題を解決する必要があります。
　一方、なぜ深海底泥中にREEが濃集するかについても議論が続いています。REE泥中に含まれる魚骨類がREEのホストであることは、明らかになっていましたが、「なぜ魚骨類にREEが濃集するのか？」は明らかになっていません。もしこのメカニズムが解明されれば、廃棄物として扱われる魚骨類を資源として活用することで、環境負荷を気にすることなく、海水やその他の流体から希土類元素（REE）を直接効率的に回収する新しい可能性が広がるでしょう。このような技術革新は、廃棄物の有効活用や持続可能な資源循環の実現に寄与するだけでなく、資源確保の際の環境問題を大きく軽減する鍵となるかもしれません。
　したがって本研究では、REE泥中にREEが濃集するメカニズムの解明を目指して、REE泥中の魚類骨片に含まれるREEの存在形態を調査しました。特に、歯と骨片に含まれるREEの存在量と分布を系統的に分析し、魚類歯のエナメル質よりも多くのREEを含むことが知られている魚類骨片類に焦点を当てました。さらに、これまでの研究では見過ごされてきた骨片中のREE濃集における炭素の役割について検討しました。

【研究手法】
　研究には、REE抽出実験、電界放出型電子線微小部分分析、透過型電子顕微鏡観察、レーザー誘起ブレークダウン分光分析、フーリエ変換赤外分光分析、およびX線吸収端近傍構造解析を用いました。

【研究成果】
　南鳥島周辺の未固結な深海泥には、希土類元素（REE）を高濃度に含む魚骨類が存在しています。これらの魚骨類を形状に基づき、歯と骨片に分類しました（図1）。骨片は歯と比較して希土類元素（REE）の濃度が高い傾向が見られるため（図2）、これら二つの比較を通じて、REEの濃集に寄与する要因を明らかにしました。