【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】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】層位・古生物学

【研究領域課題番号】15H05213 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

北東太平洋 / 白亜紀 / カンパニアン / 古水温 / 酸素同位体比 / メタン湧水 / ノースアンバーランド層 / ナナイモ層群 / 海洋循環 / 白亜系 / マーストリヒチアン / 環境分析 / 環境変動 / 地球化学 / 地質学

【研究成果の概要】

カナダ国ブリティッシュコロンビア州バンクーバー島近傍の小島であるホーンビー島の海蝕台に露出する上部白亜系カンパニアン階－マーストリヒチアン階の地質調査を行い，得られた地質試料の酸素および炭素同位体比分析を行った．
最も重要な成果は，長径約２ｍの炭酸塩コンクリ―ションがメタン冷湧水性炭酸塩であることを同定したこと，そしてその酸素同位体比から，カンパニアン期後期には東太平洋の水深約200ｍの海底に約8℃という，深層水に匹敵する低温の水が存在したことが明らかになったことである．このことは，この場所に深層からの湧昇流が存在したことを示唆し，北東太平洋の古海洋を考察する上で非常に重要である．

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2015-04-01 - 2018-03-31

【配分額】16,120千円 (直接経費: 12,400千円、間接経費: 3,720千円)

【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)