【研究分野】食料循環研究

【研究領域課題番号】16KT0028 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

ネオジム同位体比 / ストロンチウム同位体比 / ニホンウナギ / クロマグロ / 産地判別 / 回遊 / トレーサビリティ / ネオジム同位体 / 鉛同位体 / ストロンチウム同位体 / 同位体 / 微量元素 / 有機汚染物質 / 地球化学 / ウナギ

【研究成果の概要】

ネオジム同位体比による産地判別が可能かを検証することを目的として，ネオジム同位体比が地理的な分布を示し，それが生体試料に反映されるかを検証するため，日本の様々な地点および中国からムラサキイガイを採取し，その殻に含まれるネオジム同位体比を分析した．その結果，ネオジム同位体比は採取地点の地質に対応した地理的な勾配を示すことが明らかとなった．また，中国と日本では明確に異なる組成を示した．このことは，貝殻のネオジム同位体比は採取地点の地質を強く反映し，教師データ無しの産地推定に有用な手法となることを意味している．

【研究の社会的意義】

本研究で開発したネオジム同位体比を用いた海産物の産地判別手法は，教師データ無しで産地推定ができる新たな手法であり，原理的には全ての海産物に適用可能である．また，この手法は波及効果が極めて高い事も特徴である．本手法は生物による影響を受けないため，魚類．貝類・甲殻類などの水産物のみならず，動植物・昆虫など，そこで成長する全ての生物に原理的に応用可能である．つまり本研究の成果は食品のトレーサビリティのみならず，水産資源保護・生態系保全・農業管理など多様な分野に応用可能であり，食料循環研究で世界をリードする手法となると期待される．

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2016-07-19 - 2019-03-31

【配分額】18,460千円 (直接経費: 14,200千円、間接経費: 4,260千円)

【研究分野】地球宇宙化学

【研究領域課題番号】24654182 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

安定同位体 / 二重置換同位体組成 / clumped-isotope / サンゴ骨格 / 地球化学 / 同位体

【研究成果の概要】

東京工業大学のDelta XP安定同位体比質量分析計を用いた二酸化炭素の二重置換同位体組成の計測システムを確立した。小磁場型の質量分析計による計測は本研究が初めてであり、大磁場型とほぼ同等の精度を得ることにも成功した。
琉球列島与那国島沖で採取した、水温既知の環境下で生育したハマサンゴ骨格の二重置換同位体組成を2年分計測し、水温と非常に高い相関を持つことが明らかになった。
酸素分子の二重置換同位体組成を、C-13を含まないグラファイトと酸素分子を燃焼反応によって二酸化炭素へと変換し、この二酸化炭素を計測する方法を確立した。

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2012-04-01 - 2014-03-31

【配分額】3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)

【研究分野】環境動態解析

【研究領域課題番号】23253001 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

国際GEOTRACES計画 / 微量元素と同位体 / 海洋の生物地球化学 / 学術研究船 / 太平洋 / クリーン採水 / 海洋の微量元素・同位体 / 南太平洋・南極海 / 海水のクリーン採取・分析 / 学術研究船白鳳丸 / 海洋の地球化学サイクル / 海洋科学 / 生物地球化学 / 微量元素・同位体計測 / 環境分析 / 国際共同GEOTRACES計画 / 地球化学 / 国際共同観測 / 微量元素 / 同位体 / GEOTRACES

【研究成果の概要】

国際大型研究GEOTRACES計画の一環として、太平洋の広範な海域にわたって、微量元素と同位体に関する生物地球化学的研究を推進した。学術研究船白鳳丸のクリーン試料採取システムとクリーンルームを活用し、二つの長期航海（KH-12-4次航海およびKH-14-6次航海）を、それぞれ平成24年度と26年度に成功裡に実施した。前者では北太平洋亜寒帯域を横断、後者では南太平洋を南北に縦断する観測ラインを完遂し、合計50観測点において表面から海底まで海水中の鉄、亜鉛、銅などをはじめとする微量金属を計測した。得られたデータを逐次GEOTRACESデータセンターへ登録しつつある。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2011-04-01 - 2016-03-31

【配分額】51,350千円 (直接経費: 39,500千円、間接経費: 11,850千円)

【研究分野】地球宇宙化学

【研究領域課題番号】20740314 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

地球化学 / 地殻・マントル物質 / 地球・惑星内部構造 / 同位体 / 質量分析 / 希ガス / ハロゲン / 中性子照射

【研究成果の概要】

本研究では、原子炉における中性子照射による核変換を応用した、希ガス・ハロゲン多元素同時分析の手法を確立した。これをマントルカンラン岩やダイヤモンドなどの地球深部由来の試料に用いることによって、マントルへの表層からの水の沈み込みと、深部マントル物質の上昇が、いずれも深さ100～200kmのマントルにおいて活発に起こっている地球化学的な証拠を見出した。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2008 - 2009

【配分額】4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)

【研究分野】環境動態解析

【研究領域課題番号】18710005 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

希ガス / 同位体希釈 / 海水流動 / 海洋環境 / 同位体 / 分析技術 / 海洋化学 / 地球化学

【研究成果の概要】

東京大学海洋研究所に設置されている海水中溶存希ガス濃度分析システムを用いて、海水試料の希ガス(ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン)の精密濃度測定を行なった。フィリピン海の水深4000mまでの海水を分析したところ、中層では北ほど表層水との混合が速いことや、表層水と中層水との混合を示していると考えられる過飽和が見られた。またこれまでほとんど報告されていない深層水の希ガス濃度を分析しその傾向を明らかにした。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2006 - 2008

【配分額】3,510千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 210千円)

【研究分野】地球宇宙化学

【研究領域課題番号】17634014 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

海洋科学 / 地球化学 / 地球観測 / 微量元素 / 同位体

【研究成果の概要】

本企画調査研究は,国際海洋研究科学委員会(SCOR)の大型プロジェクトGEOTRACES(海洋における微量元素・同位体による生物地球化学的研究)計画に,我が国の海洋化学コミュニティーが総力を挙げて参画すべく,特定領域研究の計画立案と申請を主目的として実施した。平成17年度の前半は,国内研究組織を一層強化するとともに,特定領域研究申請に最もふさわしい計画班の立ち上げとそれぞれの具体的研究内容の割り振り,さらに計画班同士の効果的ネットワークの構築を念頭に協議を進めた。国内では平成17年5月,日本学術会議海洋科学研究連絡委員会の下部組織としてGEOTRACES小委員会を発足させ,8月にGEOTRACES国内打ち合わせ会議(東大海洋研),さらに10月に日本海洋学会秋季大会シンポジウムC「「微量元素と同位体を用いた海洋の生物地球化学研究---GEOTRACES計画の動向と推進」(仙台)を開催し,特定領域研究計画書の作成を進めた。一方国外では平成17年4月のScience Plan策定会議(墺,ウィーン)と6月のTOS International Ocean Research Conference(仏,パリ)を経て,8月のSCOR執行理事会(豪,ケアンズ)におけるScience Plan承認により,国際大型プロジェクトとしてのGEOTRACES計画が正式に発足し,本研究の大きな追い風となった。11月には文科省科研費特定領域研究「海洋の微量元素・同位体:高精度クリーン分析手法に基づく海洋環境の3次元断層診断」計画書(268ページ)を文部科学省に提出した。なお引き続いて,平成18年1月に海洋研共同利用シンポジウム「太平洋および南極海の微量元素・同位体と生物地球化学サイクル」を開催して先行研究の取り纏めを,また3月にはWestern Pacific Geophysics Meeting(中国,北京にて平成18年7月開催予定)におけるGEOTRACESセッションを日中で共催するための打ち合わせを中国側研究グループとの間で進めた。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2005

【配分額】3,400千円 (直接経費: 3,400千円)

【研究分野】環境動態解析

【研究領域課題番号】15710005 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

海洋循環 / 希ガス / 同位体 / 分析技術 / 海洋化学 / 地球化学

【研究成果の概要】

昨年度、海水から溶存気体を抽出し、希ガスを精製・分離し、希ガス存在度を数%の精度で測定できる分析システムを構築したが、今年度さらに改良を行なった。ヘリウムの同位体は海洋化学において有用なトレーサーとして使われており、ヘリウムの存在度が正確に求まればさらに有益な情報が得られることが期待される。そのため、本分析システムでヘリウムについても精度よく測れるようスパイクガスにヘリウム-3を加えた。また、溶存ガス抽出ラインの奥にできるだけ海水が入り込まないように工夫した。
東京大学海洋研究所の海洋調査船の研究航海で海水を採取した。採水方法は、CTD装置を備えたロゼッタ採水器により、一つの地点において深さ方向に異なる海水試料を採取し、大気の汚染を防いでなまし銅管に移してクランプで封入し保管した。採水と同時にCTD装置により、海水の塩濃度、温度、水圧を測定した。これらのデータは希ガスの存在度を議論する上で重要なデータとなる。
実験室に持ち帰った試料は、今回構築した分析システムにより、海水試料中のヘリウムからキセノンまでのすべての希ガス存在度を分析した。海水から溶存ガスを抽出した後、各希ガスのスパイクを加え、同位体希釈法により測定した。その結果、水深が深くなるにつれ希ガスの存在度は高くなり、重い希ガスほど変化が大きかった。これは深いほど水温が低く溶解度が増すことと関係しており、採水した深さの温度と塩濃度から計算される飽和濃度に近かった。また同時に採取した海水のヘリウム同位体比を分析し、希ガスの存在度と合わせ、水塊の起源や混合等の動きについて検討した。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2003 - 2004

【配分額】3,500千円 (直接経費: 3,500千円)