平成２７年度はフェーズ５の開始年度であり，目標を具現化するために，地下微生物環境研究グループ・地下水環境研究グループ・堆積岩特性研究グループのそれぞれにおいて地層内バイオメタン生成に関してフィールド科学と要素技術開発に関する複数の研究課題を設定して研究を実施した。平成２７年度の研究の概要は以下のようである。
　地下微生物環境研究グループでは，幌延深地層研究センター地下施設の珪藻泥岩層を対象とした微生物群集構造の特徴付けと地層内のメタン生成プロセス研究のための原位置を模した培養モデル構築を目的として，次の研究を実施した。まず，微生物遺伝子ライブラリーを拡充して，声問層および稚内層のメタン生成プロセスの特徴付けを検討し，両層ともにAcetobacterium属の酢酸生成微生物がメタン生成に重要な役割を果たしている可能性を見出した。また，天北炭田猿払鉱区の石炭層微生物群集調査法に関して検討を加え，褐炭層地層水の採水方法の改善を行い嫌気的な採水が期待できる新しい採水装置を考案・設置した。次に，培養モデルについて原位置温度を反映させた改善を行った結果，メタン生成速度が低下する傾向を明らかにするとともに，メタン根源物質の中間代謝物質の分析方法としてGC-MSにより単環芳香族化合物を分析する実験系を構築した。さらに，改善された培養モデルを用いて微生物の単離・機能解明を継続し，10℃で生育可能なメタン生成微生物群集，酢酸生成微生物，フミン酸分解微生物群などを獲得した。
　地下水環境研究グループでは，複数のフィールドを対象として研究を実施した。天北炭田猿払鉱区では，３本の観測井を利用して間隙水およびメタンの分析を行い，宗谷夾炭層に付随するメタンは天水の浸透にともない形成された微生物起源メタンであること，間隙水中にヨウ素が高濃度に存在していることなどを明らかにした。釧路コールマインでは，白亜紀層に存在するメタンの炭素および水素同位体比を分析し，閉鎖的細孔中のメタンは熱分解起源であり，開放的細孔中のメタンは微生物起源メタンであると推察した。さらに，幌延深地層研究センターとの共同研究により，地下水中の溶存ガス濃度を簡便に求める手法を考案するとともに本手法を同センター地下施設の地下水に適用し，溶存メタン濃度と二酸化炭素濃度が良好な精度で測定可能であることを示した。次に，要素技術開発研究としては，昨年度に引き続き，褐炭と低濃度の過酸化水素との反応性試験を実施し，これら一連の試験結果から，過酸化水素消費反応の活性化エネルギーを推定した。また，褐炭と過酸化水素との反応性の高い要因として，褐炭中のヒドロキノン骨格のラジカル化の可能性を指摘した。
　堆積岩特性研究グループでは，まず，地層中でのバイオメタン生成時の堆積岩の力学特性を解明することを目的として，褐炭を対象として種々の物理・力学試験を実施した。特に，褐炭の物理特性評価として，超音波パルス法による弾性波速度測定，非破壊蛍光X線分析による元素分析，一次元透水試験による透水性測定およびマイクロフォーカスX線CT装置を用いた褐炭構造の可視化計測などを実施し，力学特性評価として一軸圧縮試験を実施した。さらに，過酸化水素による有機物分解プロセスを考慮して，有機物分解前後の物理・力学特性の変化に関しても検討を加えている。次に，堆積岩層におけるバイオメタン生産技術開発に関しては，原位置試験の設計資料を得ることを目的として，過酸化水素により堆積岩中の有機物分解を促進させ，溶媒の経時的な化学特性や堆積岩の物性変化の評価を行った。対象とした堆積岩試料は，露頭より採取された褐炭およびボーリングコアより採取された褐炭である。さらに，有機物分解生成量評価試験を提案するとともに，褐炭の有機物分解促進による液相の環境影響評価を行った。