temperature reconstruction from clumped isotopes of terrestrial carbonates

• Project/Area Number: 17K14407
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Geology
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: Kato Hirokazu 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 特別研究員 (70782019)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2022-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2021)
• Budget Amount: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2019: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000); Fiscal Year 2018: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000); Fiscal Year 2017: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
• Keywords: 鍾乳石 / 石筍 / トゥファ / 炭酸凝集同位体 / 安定酸素同位体 / 気温変化 / 降水変化 / 古気候 / 陸成炭酸塩 / 酸素同位体 / アジアモンスーン / 温度復元 / 陸域炭酸塩 / 凝集同位体 / 気温 / 炭酸塩 / 古環境 / 陸生炭酸塩 / 第四紀

Outline of Final Research Achievements

Clumped isotope thermometry is a comparatively novel method to reconstruct paleo temperature. The purpose of the study is to reveal Japanese paleo-climatic histories by applying the method to Japanese terrestrial carbonates. Fundamental data necessary for the method is accumulated and changes in terrestrial temperature and precipitation at some regions in Japan were revealed by the study.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究は、陸上に堆積する炭酸塩岩の同位体記録から、気温と降水現象の変化を定量的に分離して復元し、地球規模の気候期やモンスーンシステムとの関連を明らかにした。本研究の成果は、日本の標準的な古気候記録として利用しうるものであり、また、日本周辺地域における気候システムへの理解や、気候変動予測への一助になるものである。本研究を通して蓄積されたデータや、確立された手法は、今後の古気候研究に長く活用されうるものである。

Research Products

• [Journal Article] Carbonate clumped isotope thermometry of fault rocks and its possibilities: tectonic implications from calcites within Himalayan Frontal Fold-Thrust Belt (2021)
  • Author(s): Sarkar Dyuti Prakash、Ando Jun-ichi、Kano Akihiro、Kato Hirokazu、Ghosh Gautam、Das Kaushik
  • Journal Title: Progress in Earth and Planetary Science Volume: 8 Issue: 1
  • DOI: 10.1186/s40645-021-00435-6
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Influences of temperature and the meteoric water δ18O value on a stalagmite record in the last deglacial to middle Holocene period from southwestern Japan (2021)
  • Author(s): Hirokazu Kato, Shota Amekawa, Masako Hori, Chaun-Chou Shen, Yoshihiro Kuwahara, Ryoko Senda, Akihiro Kano
  • Journal Title: Quaternary Science Reviews Volume: 253 Pages: 106746-106746
  • DOI: 10.1016/j.quascirev.2020.106746
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Stalagmite evidence for East Asian winter monsoon variability and 18O-depleted surface water in the Japan Sea during the last glacial period (2021)
  • Author(s): Shota Amekawa, Kenji Kashiwagi, Masako Hori, Tomomi Sone, Hirokazu Kato, Tomoyo Okumura, Tsai-Luen Yu, Chuan-Chou Shen, Akihiro Kano
  • Journal Title: Progress in Earth and Planetary Science Volume: 8 Issue: 1 Pages: 18-18
  • DOI: 10.1186/s40645-021-00409-8
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Resetting Southern Tibet: The serious challenge of obtaining primary records of Paleoaltimetry (2020)
  • Author(s): Quade J.、Leary R.、Dettinger M.P.、Orme D.、Krupa A.、DeCelles P.G.、Kano A.、Kato H.、Waldrip R.、Huang W.、Kapp P.
  • Journal Title: Global and Planetary Change Volume: 191 Pages: 103194-103194
  • DOI: 10.1016/j.gloplacha.2020.103194
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Seasonal temperature changes obtained from carbonate clumped isotopes of annually laminated tufas from Japan: Discrepancy between natural and synthetic calcites (2019)
  • Author(s): Kato Hirokazu、Amekawa Shota、Kano Akihiro、Mori Taiki、Kuwahara Yoshihiro、Quade Jay
  • Journal Title: Geochimica et Cosmochimica Acta Volume: 244 Pages: 548-564
  • DOI: 10.1016/j.gca.2018.10.016
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Presentation] 広島県および岐阜県産石筍の安定酸素同位体比への温度効果 (2021)
  • Author(s): 加藤 大和, 森 大器, 雨川 翔太, 狩野 彰宏
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2021年大会
• [Presentation] カスケード型トゥファの年縞認定と高解像度安定同位体記録 (2021)
  • Author(s): 村田 彬, 加藤 大和, 狩野 彰宏
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2021年大会
• [Presentation] 淡水成炭酸塩の産状から示唆される九州地方における始新世の湿潤化 (2021)
  • Author(s): 佐久間 杏樹, 狩野 彰宏, 柿崎 喜宏, 加藤 大和, 仁木 創太, 平田 岳史
  • Organizer: 日本地質学会第128年学術大会
• [Presentation] 徳之島のカスケードトゥファに記録された酸素 安定同位体比と太平洋十年規模振動の関係 (2021)
  • Author(s): 村田 彬, 加藤 大和, 狩野 彰宏
  • Organizer: 日本地球化学会第68回年会
• [Presentation] 石筍の流体包有物分析による最終退氷期におけ る沖縄地域の気温上昇の定量的な復元 (2021)
  • Author(s): 植村 立, 三嶋 悟, 中村 光樹, 浅海 竜司, 加藤 大和, 狩野 彰宏, Jin-Ping
  • Organizer: 日本地球化学会第68回年会
• [Presentation] 広島県産石筍の安定酸素・凝集同位体に記録された18.1－4.5 kaの気温・降水変動史 (2019)
  • Author(s): 加藤大和・雨川翔太・狩野彰宏
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2019年大会
• [Presentation] 日本の太平洋側から採取された石筍の安定同位体比と凝集同位体に記録された過去8万年の陸域古気候 (2019)
  • Author(s): 雨川翔太・加藤大和・狩野彰宏・柏木健司・森 大器・仙田量子・沈 川州
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2019年大会
• [Presentation] Temperature and precipitation changes from LGM to Holocene recorded in oxygen and clumped isotopes in a stalagmite from Hiroshima, Japan. (2019)
  • Author(s): Kato Hirokazu・Amekawa Shota・Kano Akihiro
  • Organizer: The Second Zunoujunkan Workshop
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] トゥファの炭酸凝集同位体に記録された沈殿温度の季節変動 (2018)
  • Author(s): 加藤大和・雨川翔太・狩野彰宏
  • Organizer: 日本地球惑星連合連合大会2018年大会
  • Invited
• [Presentation] 広島県幻鍾乳洞の石筍凝集同位体に記録された最終氷期から完新世（18.0－4.5 ka）の気温変動 (2018)
  • Author(s): 加藤大和・雨川翔太・狩野彰宏
  • Organizer: 日本地球化学会第65回年会
• [Presentation] トゥファの炭酸凝集同位体に記録された沈殿温度の季節変動 (2018)
  • Author(s): 加藤大和・雨川翔太・狩野彰宏
  • Organizer: 地球惑星科学連合大会
  • Invited
• [Presentation] 日本の石筍酸素同位体記録の特異性 (2018)
  • Author(s): 狩野彰宏・加藤大和・雨川翔太・森大器
  • Organizer: 地球惑星科学連合大会
• [Presentation] 石筍の炭酸凝集同位体に記録された広島県での最終氷期以降の気温変化 (2017)
  • Author(s): 加藤大和・雨川翔太・狩野彰宏
  • Organizer: 地球惑星科学連合大会
• [Presentation] トゥファに記録される炭酸凝集同位体の年変化 (2017)
  • Author(s): 雨川翔太・加藤大和・狩野彰宏
  • Organizer: 地球惑星科学連合大会
• [Presentation] 炭酸凝集同位体温度計の石筍及びトゥファ試料への適用 (2017)
  • Author(s): 加藤大和・雨川翔太・狩野彰宏・桑原義博・石橋純一郎
  • Organizer: 日本地質学会（愛媛大会）