【研究分野】環境動態解析

【研究領域課題番号】17H01617 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

海洋循環 / 北太平洋中層水 / 最終氷期 / 最終退氷期 / ベーリング海 / 生物生産 / 北太平洋 / 中深層水 / 気候変動 / 海洋科学 / 環境変動 / 地球化学 / 層位・古生物学

【研究成果の概要】

本研究では、研究の空白域となっていたカムチャッカ海峡周辺を含めたベーリング海西部（ロシア排他的経済水域内）において海底堆積物を採取し、代替指標記録から最終退氷期における海洋循環速度と鉛直水塊構造を復元した。その結果、ベーリング海とオホーツク海の間で中層水の起源域が最終氷期（2万年前）のベーリング海から完新世（過去1万年間）のオホーツク海へとスイッチしたこと、および2万年前から1万年前の最終退氷期には海水準変動に連動した1000年スケールで中層水の消長があったことが示唆された。

【研究の社会的意義】

海洋中深層水の循環は1000年スケールの気候変動の要である。本研究では北太平洋で形成される唯一の中層水である北太平洋中層水を対象とし、2万年前の最終氷期以降の循環速度と起源を復元した。研究の空白域となっていたカムチャッカ海峡ではじめて海底堆積物を採取し、北太平洋の中深層循環が2万年前から1万年前に顕著に変動したことを明らかにした。これらの成果は1000年スケールの気候変動に果たす北太平洋の役割の理解につながるものである。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2017-04-01 - 2021-03-31

【配分額】40,820千円 (直接経費: 31,400千円、間接経費: 9,420千円)

【研究分野】環境動態解析

【研究領域課題番号】17H00777 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

火山活動 / 炭酸塩 / 地球化学 / 質量分析 / 火山噴火 / 微量元素 / 古環境試料 / 海洋科学 / 火山 / 気候変動 / 環境分析

【研究成果の概要】

本研究は、古環境試料の年代測定と元素・同位体分析を組み合わせることで、過去の巨大噴火履歴の復元を目指した。U-Th放射非平衡年代測定法を駆使して、過去の大規模噴火時期の年代を持つ石筍試料を入手した。LIBS（レーザーを用いた元素分析装置）を導入し、過去の大規模噴火・火山活動の情報を記録していると考えられる石筍等の炭酸塩試料の分析手法を開発した。そして、微小領域を分析可能な他の装置と組み合わせて微量元素を測定し、濃度分布・異常と火山活動の関係を調査した。また、過去と現在の火山活動を比較するため、箱根山などの火山を観測して活動を評価した。

【研究の社会的意義】

これまで、火山活動や巨大噴火は大気海洋へ物質を供給し、生物の繁栄・絶滅などに影響してきた。その活動履歴を復元することは、地球環境や生物の進化史を紐解く上で重要な意義を持つ。本研究では炭酸塩試料の分析手法を開発して、いくつかの強力な手法と組み合わせることで、火山活動の活発化に関係する可能性がある元素濃度の異常などを検出した。また、過去の火山活動と比較するため現在活発な火山の調査も行った。得られた研究成果は、過去・現在の火山活動の地球環境への影響を解明するために役立つ、学術的・社会的意義の高いものであり、学術誌や学会において随時報告を行った。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2017-04-01 - 2021-03-31

【配分額】43,420千円 (直接経費: 33,400千円、間接経費: 10,020千円)

【研究分野】層位・古生物学

【研究領域課題番号】16H04069 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

海洋循環 / 北太平洋 / 最終氷期 / 最終退氷期 / 黒潮 / 北太平洋中層水 / 中深層水 / 海洋科学 / 環境変動 / 気候変動 / 地球化学 / 層位・古生物学 / 太平洋子午面循環 / 北西太平洋 / 海底堆積物

【研究成果の概要】

最終氷期以降の北太平洋における海洋循環、特に黒潮と北太平洋中層水の挙動を復元するため、日本列島南方の九州‐パラオ海嶺北部と、伊豆－小笠原弧西方海域において海底堆積物試料を採取した。古水温復元から、最終氷期の黒潮流域における緯度方向の水温勾配は小さくなっていたものの、黒潮フロントの顕著な南下は無かったことが示唆された。底生有孔虫の炭素同位体比から氷期の栄養塩鉛直勾配が大きくなっていたことが示された。また、テフラ層の放射性炭素年代から、過去3万年間の北西太平洋の海洋レザバー効果を制約した。

【研究の社会的意義】

海洋大循環は膨大な熱と二酸化炭素などの物質の輸送を担い、数十年から1000 年オーダーの気候変動の要というべき存在である。本研究では現在と異なる気候モードにおける黒潮や北太平洋を含む北西太平洋の海洋循環像復元を行った。また、テフラ層を用いて最終氷期や最終退氷期における放射性炭素の海洋レザバー効果を成約したことで、海生試料の放射性炭素年代測定を行う上で重要な基礎情報を得た。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31

【配分額】18,330千円 (直接経費: 14,100千円、間接経費: 4,230千円)

【研究分野】環境動態解析

【研究領域課題番号】26281019 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

ダスト / 10年規模気候変動 / 高時間解像度 / 湖年縞堆積物 / 雪氷コア / 地球化学 / 気候変動 / 堆積物

【研究成果の概要】

水月湖の年縞堆積物とカナダで採取された雪氷コアを用いて、アジアダストの沈積量を過去100年間にわたって復元した。更に、全球エアロゾル気候モデルSPRINTERSを用いた数値実験結果との比較を行った。その結果（1）水月湖におけるダスト沈積フラックスは過去100年の間に徐々に減少する傾向を示す、（2）アリューシャン低気圧が弱く偏西風が高緯度側で強くなる1950年代～1970年代半ばにかけて、水月湖へのダスト輸送は減少しカナダへのダスト輸送は増加する、（3）水月湖に比べ、砂漠域から遠く高緯度に位置するカナダの方が春以外の季節のダスト輸送が卓越する、ことが明らかになった。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2014-04-01 - 2017-03-31

【配分額】16,380千円 (直接経費: 12,600千円、間接経費: 3,780千円)

【研究分野】層位・古生物学

【研究領域課題番号】21674003 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

古気候 / 古海洋 / 気候変動 / 第四紀 / 地球化学 / 掘削科学

【研究成果の概要】

今年度には、堆積物を用いたメキシコ湾沿岸や極氷床に関連した過去の海水準変動および気候変動研究、タヒチのサンゴの微量金属を用いた融氷期の環境復元、木材のコアを用いた10年スケールの気候変動と太陽活動との関係についての研究などを行った。堆積環境復元によりメキシコ湾北部沿岸では、1万年前の海水準上昇イベントと4000年前以降の気候変動が明らかになった。また、タヒチのコアサンプルから、サンゴ骨格中の微量金属の変化により、過去の水温変化を明らかにした。今回の研究では、新しい水温指標としてウランを導入し、融氷期の南太平洋赤道域の表層水温変化について初めて明らかにした。その結果、およそ15,000年前の融氷期中期には、ラニーニャ的な環境になっていたことが明らかになった。氷期に存在していた大陸氷床のおよそ半量が融解した当時の環境が明らかになったことにより、気候変動モデルの動作特性の理解について大きな貢献となることが期待される。また、太陽活動と気候変動について、地球温暖化問題と絡めて大きな議論となっているが、太陽活動と気候変動についての因果関係を明確にできるデータに基づく議論は少ない。今回は、木材の年輪に含まれている放射性炭素含有量変化(太陽活動指標)とセルロースの酸素同位体比変化を用いて、気候変動と太陽活動の変化の関係を明らかにした。その結果、小氷期とわれ太陽活動が弱かった(マウンダー極小期)の日本列島での湿潤化が有意に認められた。気温についての復元は出来ていないが、相対湿度の変化という、別の気候指標の復元と太陽活動とを明確にリンクすることができた新しい結果として、論文はアメリカ科学アカデミー紀要に掲載された。また、IPCC(気候変動に関する政府間パネル)の第1作業部会の海水準と氷床変化についてのワークショップの5人の代表幹事の1人に選ばれ、報告書もまとめた。

【研究種目】若手研究(S)

【研究期間】2009 - 2013

【配分額】91,650千円 (直接経費: 70,500千円、間接経費: 21,150千円)

【研究分野】地質学

【研究領域課題番号】18340153 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

地質学 / 地球化学 / 気候変動 / 宇宙線 / 太陽物理学 / 第四紀学 / 古木年輪 / 堆積物 / 氷床コア / 宇宙船

【研究成果の概要】

年縞堆積物中のベリリウム10を分析し, 同一の堆積物から得られた既存の炭素14記録や, 本研究にて新たに分析されたアイスコアのベリリウム10記録と比較することで, 最終退氷期の太陽活動変動曲線を抽出することに成功した.その結果, 太陽活動は退氷期の古気候変動を支配するものではないが, 気候変動イベントのトリガーには成り得ることが分かった.また, 古木から単年分解能で効率的に炭素14 を分析する手法や, 年縞堆積物から単年分解能でベリリウム10を分析する手法が確立された

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2006 - 2008

【配分額】16,680千円 (直接経費: 14,700千円、間接経費: 1,980千円)