【研究領域課題番号】19H02016 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

古環境 / 温室地球時代 / 古水温 / 海水温季節変動幅 / 海洋無酸素事変 / 古環境学 / 古海水温 / 海水温季節変動

【研究成果の概要】

本研究では，地球温暖化時代の極相期の一つである白亜紀中期セノマニアン期からチューロニアン期(CTB;約9千4百万年前)に生じた海洋無酸素事変を対象として，平均古水温の緯度勾配と，古水温の季節変動幅との時系列変動を明らかにする．平均古海水温の算出に加え，海水温の季節変動幅の算出から，炭素循環擾乱イベントに対する海水温の動的応答の解析を行うことで，温室時代の気候フィードバックがどのような順序で，どのような時間スケールで生じたのかを明らかにする．2020年度は，早稲田大学現有の連続フロー型安定同位体比質量分析計を用いて，堆積物中の有機炭素および全窒素安定同位体比分析を行った．堆積物全岩試料を乾燥させ，均質に粉末化した後に脱灰し，これらを安定同位体比分析に使用した．黒色頁岩が産出する層準では，堆積物中の有機炭素含有量が20wt%を超える層準が確認され，CTBに生じた海洋無酸素事変の層準を確認した．また，海洋無酸素事変が発生した層準よりも下位の層準でも有機炭素含有量の増加を検出した．この層準は大規模な海洋無酸素事変の前駆的現象である可能性があり，今後詳細な検討を行う．有機炭素同位体比は黒色頁岩が産出する層準よりも有意に下位の層準から増加し始め，黒色頁岩層準で最大に達した．また，炭素同位体比の変化に同調して，堆積物中の炭素／窒素含有量比も大きく変化することから，海洋無酸素事変に並行して堆積物に供給される炭素の給源組成に変化が起きていたことが推測される．

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2019-04-01 - 2022-03-31

【配分額】17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)

【研究領域課題番号】19H02011 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

白亜紀 / バイオマーカー / アルケノン / C4植物 / 古環境 / 温暖化 / OAE2 / 海洋無酸素事変 / 炭素同位体比 / ノルマルアルカン / IODP / 有機物 / 炭素循環

【研究成果の概要】

国際深海科学掘削計画(IODP)第369次航海での掘削試料（U1516)の白亜系セノマニアン期，アルビアン期，アプチアン期の試料を入手し，分析を行った．その結果，セノマニアン期とアルビアン期の試料からハプト藻類に由来するC40アルケノン類（炭素数40の直鎖型アルキルケトン）を抽出することができた．これらは２つないし３つの不飽和部位を持っていた．特に一部のセノマニアン期の試料には3不飽和物が多く含まれており，注目される．一方でアルビアン期の試料からは全く検出されなかった．このことは，アルケノンをつくるハプト藻類の南半球高緯度域への拡散時期に関連している可能性がある．また，本研究の当初の目的であったC4植物に由来するノルマルアルカンなどのバイオマーカーは，個別分子炭素同位体比分析(GC-IRMS)の結果，確認できなかった．以上のことから，研究の主眼をアルケノン生成を行うハプト藻類の出現と南半球における拡散に関する考察を行うことを念頭に，研究の軸足を移した．また７月に専門的知識を持つ博士研究員が退職してしまったことと，コロナウィルス感染症の影響で機器の調整を外部委託できない時期があったため，ノルマルアルカンやアルケノンの水素同位体比測定ができなかった．一方でC40アルケノン類のガスクロマトグラフ上での分離に関してはカラムの変更や温度プログラムの工夫により，明瞭に２不飽和物と３不飽和物を分離することに成功した．これによりより正確にC40アルケノンの不飽和度指数(UK'40)を算出することができるようになった．今後，これを古環境の解読に応用していくことを検討していく．

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2019-04-01 - 2022-03-31

【配分額】17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)

【研究分野】層位・古生物学

【研究領域課題番号】24403012 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

白亜紀 / OAE / セノマニアン / チューロニアン / 無酸素 / OAE2 / 太平洋 / 古環境 / 多環芳香族 / 深層水 / 海洋無酸素事変 / 深層水循環 / 炭素同位体比

【研究成果の概要】

白亜紀海洋無酸素事変2（OAE2)は当時の広い海底に有機炭素を大量埋没させた現象である．我々はニュージーランド(NZ)とカナダ太平洋岸（CPC)の中高緯度域の調査を行い，炭素同位体比や微化石層序によりOAE2層準を特定した．NZでは同層準に赤色泥岩が発達し，酸化的環境を示した．CPCではOAE2層準の下位が無酸素環境を示し，OAE2層準に向かい海底溶存酸素の増加が示された．プロト大西洋等と太平洋中高緯度域は海底の酸素状態変動において同期ではなく逆位相変動を示し，OAE2現象の複雑さが明らかになった．CPCではOAE2時に陸域が季節的乾燥化した証拠が得られOAE2に伴う陸域気候変動の証拠を得た．

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2012-04-01 - 2015-03-31

【配分額】17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)

【研究分野】層位・古生物学

【研究領域課題番号】20340144 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

古環境 / 海洋深層水 / 白亜紀 / 炭素同位体比 / 硫黄 / 硫黄同位体比 / 海洋循環 / 海洋無酸素事変 / 安定同位体比 / 炭酸カルシウム / 層序

【研究成果の概要】

海洋深層水の急激な変動をとらえ,それに対し如何に気候が反応するか,を理解することが目的であった.手法として硫黄同位体比の利用を目指し,平成20年度末に質量分析装置を導入しその立ち上げを行うと同時に,試料の準備方法および分析手法の確立を行った.硫黄同位体データでは目的の議論ができないことが判り,炭素同位体比を用いた地層の高解像度解析を中心とした議論と理論を中心とした議論に切り替え,白亜紀中期の深層水循環速度の推定までを行なった.またCO2増加に伴う海洋環境変化評価のためのモデルを構築した.

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2008 - 2010

【配分額】18,070千円 (直接経費: 13,900千円、間接経費: 4,170千円)