| Project/Area Number |
21H03586
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 63010:Environmental dynamic analysis-related
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
福田 秀樹 東京大学, 大気海洋研究所, 准教授 (30451892)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
横川 太一 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 超先鋭研究開発部門(超先鋭研究開発プログラム), 副主任研究員 (00402751)
山田 洋輔 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 超先鋭研究開発部門(高知コア研究所), 研究員 (80773720)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥17,550,000 (Direct Cost: ¥13,500,000、Indirect Cost: ¥4,050,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2021: ¥9,100,000 (Direct Cost: ¥7,000,000、Indirect Cost: ¥2,100,000)
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| Keywords | 凝集 / 溶存態有機物 / 沈降粒子 / 吸着確率 |
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| Outline of Research at the Start |
海洋表層において生物群集により生産された有機物を取り込んだ凝集物が深海へと輸送されるプロセスは、大気中の二酸化炭素を深海へと隔離するその機能から生物ポンプと呼ばれ、もはや疑う余地がなくなった温暖化に対するその炭素輸送量の応答が注目されている。凝集物の生成過程は、物理的な「衝突」と衝突した有機物同士の「吸着」の二つの要素の分割できるが、「吸着確率」の変動機構については、その理解が遅れている。本研究では、有機物の化学組成ではなく「吸着確率」に解析の主眼を置き、その変動機構を粒子・凝集速度計測、微生物・遺伝子解析の専門家による学際的な連携から明らかにする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
海洋表層において生物群集により生産された有機炭素を取り込んだ凝集物が深海へと輸送されるプロセスは生物ポンプと呼ばれ、温暖化に対するその炭素輸送量の応答が注目されている。凝集物の生成過程は、物理的な「衝突」と衝突した有機物同士の「吸着」の二つの要素に分割できるが、衝突後の「吸着確率」の変動機構についてはその理解が遅れている。本研究では、有機物の化学組成ではなく「吸着確率」に解析の主眼を置き、海洋の広大な面積を占め、水温・栄養塩類濃度といった物理化学的環境・微生物群集の種組成が大きく異なる亜寒帯域と亜熱帯域を対象として、変動を支配する代謝過程の把握を軸に明らかにすることを目的としている。
令和４年度は令和３年度末に実施された白鳳丸KH-22-4次航海および11月に実施された新青丸KS-22-15次航海の二つの調査航海にて、東シナ海の黒潮周辺海域より試料を採取して試料を用いて実験を行った。これらの航海では表層海水とマリンスノキャッチャー（OSIL社）で測定した沈降フラックスの比較を行った。ホログラフィ式粒子撮影装置LISST-Holo2を用いて懸濁物質と沈降物の間の粒径分布の比較を行い、凝集物の生成速度と、生成した凝集物の沈降フラックスへの寄与を検討した。また、岩手県の大槌湾にて春季ブルームが発生する２月、３月に採取した表層海水を用いて同様の実験を行った。大槌湾での実験ではセジメントトラップにより有機炭素の沈降フラックスの測定と粒径分布の比較を行ったほか、並行してセジメントトラップの底部に設置したゲル状の物質にて粒子の構造を保持したまま沈降粒子の採取も行い、大型の沈降粒子のサイズ分布および、粒子の吸着速度に影響を与えると考えられるTransparent exopolymer particle (TEP) 、Coomassie stainable particles（CSP）の含量を検討した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
年度末に近い３月にLISST-Holo2のファームウェアの不具合から分析が行えない状態となった。製造元の米国に送り返す必要が生じ令和５年度の４～５月は装置が使えない見込みである。これにより実験の繰り返し回数が計画時よりも減少したため、「やや遅れている」とした。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和５年度は令和４年度の３月に採取した試料の分析ならびに5月に東北沖の冷水塊と暖水塊のフロント域での調査航海にて試料採取および実験を行い群集組成の大きく異なる環境条件下での吸着確率、粒径分布および粒子の沈降フラックスの関係について検討する。また令和４年度の公表した論文（Fukuda et al., 2022）で明らかとなった懸濁粒子の平均粒径と沈降粒子の深層への輸送効率の関係という視点も新たに追加し、微生物群集の組成とこれらの関係も検討する。また前年度から継続している大槌湾での観測を継続し、同海域に流入する亜熱帯系・亜寒帯系の両水塊を用いた実験を通じて異なる環境下でのデータの蓄積を引き続き行い、三つのサブテーマ（「吸着確率を高める特徴的な代謝過程は何か？」、「吸着確率を高める環境要因は何か？」、「吸着確率を高める特徴的な代謝過程に海域的な普遍性はあるか？」）として定められた問いに対する回答を得ることに挑む。年度の中盤にこれらの微生物群集の組成を解析するために採取していたDNA試料の分析を集約して行い、実験で得られた結果との比較を行う。年度の終盤ではこれらのデータを取りまとめ、学会や学術雑誌での公表などを行う。
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