【研究領域課題番号】20H00191 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

石筍 / 古気候学 / トゥファ / 炭酸凝集同位体 / レアアイソトープ / 古気候 / 完新世 / 中期完新世

【研究成果の概要】

本研究ではこれまで測定されてこなかった２つのレアアイソトープ（炭酸凝集同位体と17O異常）を日本列島で採集した石筍とトゥファに適用し，過去10数万年間の気温と降水現象を定量的に復元することにある。
今年度は鹿児島県徳之島，新潟県糸魚川市において石筍とトゥファの調査を行った。採集した試料については，酸素・炭素安定同位体比，放射性炭素，U-Th同位体組成，炭酸凝集同位体などの測定に加え，X線CTスキャンを用いた３次元微細構造の観察を行った。その結果，徳之島で採集した石筍およびトゥファ，静岡県浜松市の石筍などで年代モデルを確立するとともに過去１ま万年間の降水量に関する記録を抽出することができた。
また，高解像度測定のための膨大な数の試料作成を正確かつ迅速に行うため，マイクロミリングシステムを導入した。
得られた研究成果のうち，1) 広島県神石高原町で採集した石筍の炭酸凝集同位体を用いて，過去1.8万年間の平均気温変化と降水の酸素同位体比の変化を復元した論文と, 2) 新潟県糸魚川市の最終氷期の石筍の分析結果から，日本海表層での塩分濃度低下を示した論文を，それぞれ国際誌に公表した。２つの論文は先行研究には見られない斬新な内容を含んでいる。さらに，同位体測定のためのガス前処理測定に関する特許を２件登録した。
なお，17O異常の測定システムについてはレビュー論文を国内誌に公表するとともに，基礎実験を行い，同位体種固有のピーク定量について改善の予知があることがわかった。今後は最適な分析条件を明らかにし，測定誤差を現在の1/5程度に縮小する必要がある。問題点は明らかであり，それらを解決することで来年度中の完成が見込まれる。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2020-04-01 - 2024-03-31

【配分額】44,720千円 (直接経費: 34,400千円、間接経費: 10,320千円)

【研究分野】層位・古生物学

【研究領域課題番号】17H01168 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

古気候 / 古海洋 / 完新世

【研究成果の概要】

現在進行中の気候変動と温暖化の将来について理解を深めるためには、気候モデルの精度向上が必須である。国連の気候変動に関する政府間パネル(IPCC)でも重要性が指摘されている。本研究では中緯度および低緯度の気候変動と高緯度の環境変化を高精度で復元することでそれらの関連性を明らかにした。環境復元を行う代替指標の精度の検証も行いつつ、複数を組み合わせて特に氷期以降の関連性について調べた。その結果、大気循環や海洋循環を通じ、グローバルな気候変動が伝播していたことが高精度に復元することができた。

【研究の社会的意義】

現在進行中のグローバルな気候変動の将来予測の高精度化にはモデルの動作特性の理解が重要である。将来の気候予測を高精度化するには、それらのモデルが過去の気候変動を正しく復元することができるかどうかの検証が重要なステップである。国連の気候変動に関する政府間パネル(IPCC)でも重要性が指摘されている。本研究では中緯度および低緯度の気候変動と高緯度の環境変化を高精度で復元し、大気や海洋循環を通じた関連性を明らかにした。この研究結果を気候モデルの制約条件として使うことで、将来予測の向上につなげることが可能である。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2017-04-01 - 2020-03-31

【配分額】45,240千円 (直接経費: 34,800千円、間接経費: 10,440千円)

【研究分野】地質学

【研究領域課題番号】16H02235 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

石筍 / 古気候 / 炭酸凝集同位体 / 流体包有物 / 完新世 / トゥファ / 安定同位体 / 微量元素 / 炭酸凝集同位体温度計 / 第四紀 / 凝集同位体

【研究成果の概要】

新規同位体（炭酸凝集同位体と流体包有物同位体）を適用することで，日本国内から採集した石筍とトゥファを用いて定量的古気候解析を行った。国内での適用が遅れていた炭酸凝集同位体については分析システムを九州大学で構築し，国内で初めてΔ47ー温度換算式を提示することができた。炭酸凝集同位体と流体包有物同位体は広島県・三重県・沖縄県で採集された石筍に対して適用され，酸素同位体比が持つ温度成分と降水量成分を分離するなどの成果を得た。これにより，石筍に記録された気温情報は中期完新世は現在より温暖であることもわかった。また，中国での先行研究で示された酸素同位体比と降水量の相関は日本の試料では確認されなかった。

【研究の社会的意義】

本研究の目的の１つに，現在より温暖な時期を特定し，その期間の気候情報を復元することで，温暖化地球での自然災害の規模を頻度の予測につなげることにある。広島県や三重県の分析結果からは８~５千年前の中期完新世の気温が産業革命時よりも３℃ほど高かったことを示す。この時期の降水量については定量性に乏しいものの現在よりやや多いと考えられ，温暖化地球での水害の規模と頻度も増加すると予測される。また，本研究では炭酸凝集同位体や赤外線レーザー分光法などの技術的な革新も生まれ，国内の古気候研究の発展に寄与する成果も生まれた。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2016-04-01 - 2020-03-31

【配分額】47,710千円 (直接経費: 36,700千円、間接経費: 11,010千円)

【研究分野】地質学

【研究領域課題番号】25287131 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

石筍 / 古気候 / 安定同位体 / 微量元素 / トゥファ / 完新世 / アジアモンスーン

【研究成果の概要】

人口が集中する温帯～亜熱帯の長期的古陸域気候媒体として石筍は優れた題材である。本研究では気候条件が異なる国内の４地点（広島県神石高原町・新潟県糸魚川市・岐阜県郡上市・三重県大紀町）で採集した石筍を題材に，高解像度の古気候プロキシの分析を行った。その結果，1) Sr同位体比が涵養地での風化プロセスの変化を反映すること，2) 糸魚川市の石筍酸素同位体比が完新世における冬期降水量の変動を記録していること，3) 郡上市と大紀町の石筍が数千年周期の変動（Heinrich events) を記録していること，4) 大紀町の酸素同位体変動が気温変動の成分を含むことなどの知見が提示された。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2013-04-01 - 2016-03-31

【配分額】15,730千円 (直接経費: 12,100千円、間接経費: 3,630千円)

【研究分野】層位・古生物学

【研究領域課題番号】25287136 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

南極 / 北極 / 古海洋 / 古気候 / TEX86 / 鉱物 / 堆積物 / 海流 / 完新世 / 気候変動 / 水温

【研究成果の概要】

TEX86の分析により，南大洋ウィルクスランド沖では水温は12,000年前から3000年前にかけて低下し，その後，上昇したことが示された．他方，北極チュクチ海では水温は9000年前以降，上昇した．両地域とも顕著な1000年スケール水温変動を示した．チュクチ海コアのクローライト／イライト比から，ベーリング海峡通過流が1000年スケール変動を示し，中期完新世で強かったことが示された．また，石英／長石比からボーフォート循環が1000年周期変動を伴いながら9000年前以降弱化したことが示された．

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2013-04-01 - 2016-03-31

【配分額】19,110千円 (直接経費: 14,700千円、間接経費: 4,410千円)