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鉄の気化の同位体地球化学に基づくエアロゾル中人為起源鉄の海洋表層への影響評価

Research Project

Project/Area Number 17J06716
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Geochemistry/Cosmochemistry
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

栗栖 美菜子  東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2017-04-26 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
Fiscal Year 2019: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2018: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords燃焼起源エアロゾル / 鉄安定同位体比 / 生物生産 / 海洋エアロゾル / 大気化学 / 地球化学 / 鉄化学種 / 人為起源鉄 / 鉄安定同位体 / 鉄制限 / 気候変動 / 鉄循環
Outline of Annual Research Achievements

鉄は海洋の生物一次生産を制限するが、その供給源別の寄与等は未だに議論が残る。本研究では供給源の一つである大気エアロゾル中の燃焼起源鉄に着目した。昨年度までに燃焼起源鉄が自然起源鉄に対して非常に低い鉄安定同位体比を示すことが明らかとなり、トレーサーとしての利用可能性が示された。今年度は同位体比を用いて燃焼起源鉄が海洋表層の生物生産に及ぼす影響評価を行うことを目的とした。
具体的には、昨年度までに引き続き海洋エアロゾル試料を対象に研究を進めた。白鳳丸KH-13-7, 14-3次航海で採取された試料、自ら乗船したKH-17-3次航海時に採取した試料を用いた。各試料中の鉄や微量金属元素の濃度分析、鉄溶解率の分析、X線吸収微細構造法による鉄化学種分析、また鉄安定同位体分析を行った結果、海洋エアロゾル試料中でも燃焼起源鉄の影響が見られることが観測ベースで示され、アジア大陸由来の空気塊を得た試料ではその寄与が大きいことが示された。
また、KH-17-3次航海においては表層海水も採取した。これらの試料は濃度が非常に低いため、同位体分析の際にダブルスパイク法を適用し、低汚染下での高精度分析を行った。海水の分析は世界でも行っている研究室が数グループであり、特に、本研究の研究対象地域である西部北太平洋域では初の分析例であった。
表層海水とエアロゾルの鉄安定同位体比を比較したところ相関性が見られず、エアロゾル以外の供給源の重要性や生物の取り込み等による同位体分別が起きていることが示唆された。特に分析地点である西部北太平洋域の中層には沿岸堆積物由来の溶存鉄が存在し、表層にも鉄を供給している可能性が示唆され、両者を含めて考察を行った。
これらの結果をまとめ、国内学会2件、国際学会2件で発表を行った。並行して論文の投稿準備も進めた。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (19 results)

All 2019 2018 2017 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (8 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 8 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Int'l Joint Research] University of South Florida(米国)

    • Related Report
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  • [Int'l Joint Research] サウスフロリダ大学(米国)

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  • [Journal Article] Highly oxidizing aqueous environments on early Mars inferred from scavenging pattern of trace metals on manganese oxides2019

    • Author(s)
      Noda Natsumi, Imamura Shoko, Sekine Yasuhito, Kurisu Minako, Fukushi Keisuke, Terada Naoki, Uesugi Soichiro, Numako Chiya, Takahashi Yoshio, Hartmann Jens
    • Journal Title

      Journal of Geophysical Research - Planets

      Volume: - Issue: 5 Pages: 1282-1295

    • DOI

      10.1029/2018je005892

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Testing Iron Stable Isotope Ratios as a Signature of Biomass Burning2019

    • Author(s)
      Kurisu Minako、Takahashi Yoshio
    • Journal Title

      Atmosphere

      Volume: 10 Issue: 2 Pages: 76-76

    • DOI

      10.3390/atmos10020076

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Stable Isotope Ratios of Combustion Iron Produced by Evaporation in a Steel Plant2019

    • Author(s)
      Kurisu Minako、Adachi Kouji、Sakata Kohei、Takahashi Yoshio
    • Journal Title

      ACS Earth and Space Chemistry

      Volume: 印刷中 Issue: 4 Pages: 588-598

    • DOI

      10.1021/acsearthspacechem.8b00171

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      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Custom-made PTFE filters for ultra-clean size-fractionated aerosol sampling for trace metals2018

    • Author(s)
      Sakata Kohei、Kurisu Minako、Tanimoto Hiroshi、Sakaguchi Aya、Uematsu Mitsuo、Miyamoto Chihiro、Takahashi Yoshio
    • Journal Title

      Marine Chemistry

      Volume: 206 Pages: 100-108

    • DOI

      10.1016/j.marchem.2018.09.009

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      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Abundance of Light-Absorbing Anthropogenic Iron Oxide Aerosols in the Urban Atmosphere and Their Emission Sources2018

    • Author(s)
      Ohata Sho、Yoshida Atsushi、Moteki Nobuhiro、Adachi Kouji、Takahashi Yoshio、Kurisu Minako、Koike Makoto
    • Journal Title

      Journal of Geophysical Research: Atmospheres

      Volume: 123 Issue: 15 Pages: 8115-8134

    • DOI

      10.1029/2018jd028363

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      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Fe-kaolinite in granite saprolite beneath sedimentary kaolin deposits: a mode of Fe substitution for Al in kaolinite2018

    • Author(s)
      Mayumi Jige, Tetsuichi Takagi, Yoshio Takahashi, Minako Kurisu, Yuki Tsunazawa, Kazuya Morimoto, Mihoko Hoshino, and Katsuhiro Tsukimura
    • Journal Title

      American Mineralogist

      Volume: in press Issue: 7 Pages: 1126-1135

    • DOI

      10.2138/am-2018-6478

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      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Comparison of Arsenate and Molybdate Speciation in Hydrogenetic Ferromanganese Nodules2018

    • Author(s)
      Yang Shitong、Uesugi Soichiro、Qin Haibo、Tanaka Masato、Kurisu Minako、Miyamoto Chihiro、Kashiwabara Teruhiko、Usui Akira、Takahashi Yoshio
    • Journal Title

      ACS Earth and Space Chemistry

      Volume: 3 Issue: 1 Pages: 29-38

    • DOI

      10.1021/acsearthspacechem.8b00119

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      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] エアロゾル中の鉄の化学種および同位体比:海洋への水溶性鉄の供給に関連して2017

    • Author(s)
      栗栖美菜子、高橋嘉夫
    • Journal Title

      海洋化学研究

      Volume: 30 Pages: 18-26

    • NAID

      40021241821

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Open Access
  • [Presentation] Estimation of contribution of anthropogenic iron in marine aerosols by iron isotope ratios2019

    • Author(s)
      Minako Kurisu, Kohei Sakata, Mitsuo Uematsu, and Yoshio Takahashi
    • Organizer
      SOLAS open science conference 2019
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Iron stable isotope ratios of aerosols from various sources to investigate origins of Fe transported to the North Pacific2019

    • Author(s)
      Minako Kurisu, Kohei Sakata, and Yoshio Takahashi
    • Organizer
      Goldschmidt conference 2019
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] エアロゾル中燃焼起源鉄の鉄安定同位体比を用いた海洋表層への鉄供給源推定に向けての考察2019

    • Author(s)
      栗栖美菜子、坂田昂平、足立光司、高橋嘉夫
    • Organizer
      第28回環境化学討論会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] エアロゾル中燃焼起源鉄の鉄安定同位体比を用いた起源別エアロゾルの海洋表層への寄与の推定2019

    • Author(s)
      栗栖美菜子、坂田昂平、小畑元、西岡純、Tim M. Conway、 植松光夫、高橋嘉夫
    • Organizer
      日本地球化学会第66回年会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 燃焼由来エアロゾル中の低い鉄安定同位体比:気化の同位体分別過程の検証2018

    • Author(s)
      栗栖美菜子、坂田昂平、足立光司、高橋嘉夫
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合大会2018
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] エアロゾル中人為起源鉄の同位体分別過程の解明と海洋表層への寄与の推定2018

    • Author(s)
      栗栖美菜子、坂田昂平、植松光夫、足立光司、高橋嘉夫
    • Organizer
      日本地球化学会年会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Isotope fractionation of anthropogenic Fe in aerosols to determine its contribution to the surface ocean2018

    • Author(s)
      Minko Kurisu, Kohei Sakata, Mitsuo Uematsu, Yoshio Takahashi
    • Organizer
      Goldschmidt Conference 2018
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 人為起源鉄の低い安定同位体比の原因の解明:野焼きおよび製鉄所由来のエアロゾル2017

    • Author(s)
      栗栖美菜子、坂田昂平、高橋嘉夫
    • Organizer
      日本地球化学会年会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] エアロゾル中人為起源鉄の安定同位体比に基づく海洋表層への寄与の評価2017

    • Author(s)
      栗栖美菜子、高橋嘉夫
    • Organizer
      2017年度質量分析学会同位体比部会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report

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Published: 2017-05-25   Modified: 2024-03-26  

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