| Project/Area Number |
22K12356
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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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 | Japan Atomic Energy Agency (2024)
Nagoya University (2022-2023) |
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Principal Investigator |
奈良 郁子 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 東濃地科学センター, 研究職 (70414381)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
落合 伸也 金沢大学, 環日本海域環境研究センター, 助教 (10401936)
土屋 範芳 八戸工業高等専門学校, その他部局等, 校長 (40207410)
渡邊 隆広 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 東濃地科学センター, 研究職 (40436994)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2023: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
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| Keywords | 汽水湖底堆積物 / 放射性炭素年代測定 / 蛍光X線分析 / ハロゲン元素 / 物理量測定 / 海水準変動 / 完新世 / 古環境復元 / 湖底堆積物採取 / 放射年代測定 / 植物片採取 / 堆積物試料採取 / 年代測定 / 日本海沿岸 / 日本海 |
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| Outline of Research at the Start |
日本各地の沿岸において、後期完新世(約4200~2000年前)に海水準の低下が発生したこと が報告されている。しかしその地域性や発生時期の同時性に関する理解は未だ乏しく、日本各地の試料を用いた海水準の復元が望まれる。本研究計画では、北陸地方の日本海沿岸に位 置する潟湖(ラグーン)から採取した堆積物中のハロゲン元素(Br及びI)分布から過去数千年間の塩分変動を連続的に復元し、テフラ同定と放射性炭素年代測定を併せた高精度年代モデルの構築により、日本海の海水準変動復元、特に後期完新世に発生した海水準低下時期を特定する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、日本海沿岸に位置する汽水湖である木場潟（石川県小松市）にて採取された湖底堆積物中のハロゲン元素（特に臭素：Br）の鉛直分布および物理特性（含水率、粒度分布、CT画像等）を用いて、中期完新世における日本海の海水準変動時期を特定することを目的としている。近年、太平洋側ではハロゲン元素や放射性炭素年代測定に基づく高分解能の海水準変動復元研究が進展している一方で、日本海側、とくに北陸地域における類似研究は限定的であった。本研究では、2023年に木場潟から堆積物コアを採取し、数cm間隔でサブサンプリングした試料の分析を進めた。特に精度の高い年代モデル構築を目的として、堆積物から植物片を抽出し、放射性炭素年代測定を行った。堆積物試料は堆積深度の最深部で約11,100 cal BP、最上部で約4,300 cal BPの年代値を有し、この結果より本研究に用いる堆積物試料は中期完新世に発生した縄文海進を含む環境変動を記録していることが確認された。Br濃度および含水率の鉛直プロファイルは、約7,300 cal BPに急激な増加を示し、これは海水の湖内侵入、つまりは海水準上昇を示唆しており、これまで報告されている縄文海進時期との一致が認められた。さらに、その他の無機元素分布および物理データも併用することで、海水起源の塩分変動と堆積環境の変化を統合的に復元する手法の確立を図っている。本研究は、日本海側の後期完新世における海水準変動の実態解明に資するだけでなく、Br等の微量元素を用いた環境指標としての有効性を実証するものである。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
2024年度においては、まず木場潟から採取された堆積物コアに対しサブサンプリングを行い、年代測定・化学分析・物理量測定の3側面から総合的な分析を進めた。14C年代測定には、堆積物から抽出した植物片を酸・アルカリ処理後に凍結乾燥し、酸化燃焼およびグラファイト化を経て、JAEA東濃地科学センターのAMS装置（TONO-300kV）により放射性炭素分析を実施した。その結果、最下部で約11,100 cal BP、最上部で約4,300 cal BPの較正年代が得られ、本コアが完新世の初期から中期にかけての広い年代を網羅していることが確認された。さらに、深度300-260 cm付近（約7,300 cal BP）では、Br濃度が5 mg/kgから15 mg/kgへ急上昇し、同時に含水率も25 mass%から52 mass%へと急増した。これらの急激な変化は、既報の縄文海進との整合性が高く、湖内への急激な海水侵入を示唆する重要な指標であると考えられる。また、高知コアセンターにおける多項目センサーコアロガー（MSCL）を用いたCT画像、比磁化率、空隙率の計測も完了しており、物理特性の時系列解析により堆積環境の変遷を補強する情報が得られている。以上の結果は、海水準変動に伴う塩分環境の変化をBr濃度や物性変化を通じて検出し得ることを示し、本研究の枠組みにおける重要な成果と評価できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の研究では、これまでに得られた物理・化学・年代データを総合的に解析し、木場潟堆積物に記録された完新世の初期から中期に発生した海水準変動の定量的評価を進める。まず、Brの存在形態（有機結合態／無機態）や供給源（海水・堆積物由来）を明らかにするため、全有機態炭素や全窒素の測定を行い、これらとの相関解析を実施し、Br濃度変動の解釈を化学的に裏付ける。また、粒度組成および堆積物密度の分析を通じて、塩分変動と同時に起こる堆積環境のエネルギー変化を明らかにし、Br濃度変化との統合解釈を行う予定である。さらに、堆積物中のヨウ素（I）やウラン（U）などの微量元素結果も併せて解析を進めることで、地球化学的な多変量指標を用いた海水準変動に伴う堆積環境変化の復元を行う。年代モデルの精緻化のためには、追加的な植物片年代測定を進め、リザーバー効果の補正や放射性炭素年代の信頼性向上を図る。最終的には、取得した時系列データをもとに、日本海沿岸における完新世の海水準変動の時期とプロセスを特定を試み、将来の海面上昇や海岸環境変化予測への基盤知識の提供を目指す。
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