新たな古環境指標開拓を目的とした普及型微量炭酸塩安定同位体組成定量システム開発

• Project/Area Number: 18654090
• Research Category: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Stratigraphy/Paleontology
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 石村 豊穂 Hokkaido University, 大学院・理学研究院, 学術研究員 (80422012)
• Project Period (FY): 2006 – 2007
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2007)
• Budget Amount: ¥3,300,000 (Direct Cost: ¥3,300,000); Fiscal Year 2007: ¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000); Fiscal Year 2006: ¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
• Keywords: 安定同位体 / 炭酸塩 / 有孔虫 / 微量分析 / 古海洋学 / 古環境解析 / 古生物学 / 地球化学

Research Abstract

(1)昨年度開発した分析システムを用いて,一般海洋で得られた小型の石灰質底生有孔虫殻の安定同位体組成を定量し,その個体分散を用いた生態情報の解析を試みた.その結果,同位体組成の個体分散から生態を推測することによって,底層水の同位体組成を反映する種を選択的に抽出して分析することが可能であることがわかった.これらは絶滅種にも適応可能であり,過去の海洋環境の復元に適切な有孔虫種を選定して古環境を復元することができる.この成果は「石灰質微生物殻の個別同位体分散」の概念とその応用をはじめて提示したものである.
(2)また,この同位体分散の応用研究として,これまで研究対象としての利用が難しかった浅海域の石灰質微生物殻(底生有孔虫・コケムシ)を古環境指標として利用することが可能になり(Ishimura et a1. ,2008),今後の環境解析学への積極的な応用が期待できる.
(3)昨年に引き続き,安定同位体分析に用いる国際標準物質の均質性を評価した.国際標準炭酸塩NBS-19一粒の炭素と酸素の安定同位体を,それぞれ±0.03〜0.10‰と±-0.10〜0.14‰の高精度で分析することができ,複数の国際標準炭酸塩試料を分析した結果,一部の種類は不均質性が高く微量分析に不適当であることがわかった.この成果は高解像度環境解析に対して分析精度の保証に関する指針を示したものであり,安定同位体環境解析に対して非常に有益な報告となる.
(4)開発した微小領域の炭酸塩安定同位体分析は,古環境・古生物学分野への応用にとどまらず,貝類・魚類の耳石・コケムシ類などを研究対象とした地球科学・水産学・生物学分野の複数の共同研究へと発展している.現在進行中のこれらの研究によってすでに多くの新知見を得ており,今後も国内外との連係による共同研究によって,将来的に多分野にわたる研究成果の獲得が可能である.

Research Products

• [Journal Article] Grain-scale heterogeneity of the stable carbon and oxygen isotopic compositions in international standard calcite materials(NBS19, NBS18, IAEA-CO-1, and IAEA-CO-8) (2008)
  • Author(s): Ishimura, T. Tsunogai, U., Nakagawa, F
  • Journal Title: Rapid Communications in Mass Spectrometry (In press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Determination of the ^<15>N/^<14>N, ^<17>O/^<16>O, and ^<18>O/^<16>O ratios of nitrous oxide by using continuous-flow isotope ratio mass spectrometry (2008)
  • Author(s): Komatsu, D., Ishimuta. T., Nakagawa, F., and Tsunogai, U
  • Journal Title: Rapid Communications in Mass Spectrometry (In press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Radiocarbon-based carbon source quantification of anomalous isotopic foraminifera in last glacial sediments in the western North Pacific (2008)
  • Author(s): Uchida, M., K. Ohkushi, K. Kimoto, F. Inagaki, T. Ishimura, U. Tsunogai, T. TsuZino, and Y. Shibata
  • Journal Title: Geochem. Geophys. Geosyst 9
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Experimental study of the stable isotopic compositions of calcareous microfossils in shallow marine sediments for reconstructing paleoenvironment, and a comparison with the MART index (2008)
  • Author(s): Ishimura, T., Dick M. H., Takashima, R., Hirose, M., Gautam, P., H. Nishi, H. and Tsunogai, U.
  • Journal Title: In: H. Okada, S. F. Mawatari, N. Suzuki and P. Gautam(eds.), Origin and Evolution of Natural Diversity, Proc. Int. Symp. "The Origin and Evolution of Natural Diversity", 1-5 October 2007, Sapporo ISBN 978-4-9903990-0-9 Pages: 109-114
• [Journal Article] Application of MART analysis to infer paleoseasonality in a Pleistocene shallow marine benthic environment (2008)
  • Author(s): Dick, M. H., Hirose, M., Takashima, R., Ishimura, T., Nishi, H. and Mawatari, S. F.
  • Journal Title: In: H. Okada, S. F. Mawatari, N. Suzuki and P. Gautam(eds.), Origin and Evolution of Natural Diversity, Proc. Int. Symp. "The Origin and Evolution of Natural Diversity", 1-5 October 2007, Sapporo ISBN 978-4-9903990-0-9 Pages: 93-99
  • NAID: 120006660478
• [Journal Article] Ecological studies of benthic foraminifera based on the stable isotopic dispersions of individual tests. (2006)
  • Author(s): Ishimura, T., et al.
  • Journal Title: Anuario do Instituto de Geociencias - UFRJ (ISSN 0101-9759) 29・1 Pages: 593-594
• [Presentation] 浅海性石灰質微化石殻の微量安定同位体組成定量を用いた環境変動解析とコケムシ温度指標(MART)評価への試み (2008)
  • Author(s): 石村豊穂・Matthew H. Dick・西 弘嗣・馬渡駿介・高嶋礼詩・広瀬雅人・Pitambar Gautam・角皆 潤
  • Organizer: 日本古生物学会
  • Place of Presentation: 宇都宮大学
  • Year and Date: 2008-02-02
• [Presentation] 国際同位体標準炭酸カルシウムの微小領域における不均質性 (2007)
  • Author(s): 石村豊穗・角皆 潤・中川書子
  • Organizer: 第114年日本地質学会学術大会
  • Place of Presentation: 北海道大学
  • Year and Date: 2007-09-11
• [Presentation] Experimental study of the stable isotopic compositions of calcareous microfossils in shallow marine sediments for reconstructing paleo-environment in a comparison with MART index (2007)
  • Author(s): Ishimura, T., Dick, M. H., Hirose, M., Takashima, R., Nishi, H., Tsunogai, U.
  • Organizer: International Symposium on "The Origin and Evolution of Natural Diversity".
  • Place of Presentation: Sapporo, Japan.