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Intra-annual tree-ring analysis for precise dating and climate reconstruction

Research Project

Project/Area Number 23K22010
Project/Area Number (Other) 22H00738 (2022-2023)
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeMulti-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023)
Section一般
Review Section Basic Section 03060:Cultural assets study-related
Research InstitutionNational Museum of Japanese History

Principal Investigator

佐野 雅規  国立歴史民俗博物館, 大学共同利用機関等の部局等, 特任准教授 (60584901)

Project Period (FY) 2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help
¥17,290,000 (Direct Cost: ¥13,300,000、Indirect Cost: ¥3,990,000)
Fiscal Year 2024: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000)
Fiscal Year 2023: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2022: ¥6,760,000 (Direct Cost: ¥5,200,000、Indirect Cost: ¥1,560,000)
Keywords年輪セルロース / 酸素同位体比 / 水素同位体比 / 年層内分析 / 季節変動 / 樹木年輪 / 年代決定 / 気候復元
Outline of Research at the Start

年輪年代法は、木材の暦年代を1年のズレもなく正確に決定できるため、他の年代測定法よりも精度の点で優れている。しかし、木材の年輪数が少ない場合、年代が定まらないという問題がある。遺跡から出土する多数の木材は年輪数が50年に満たないため、これらの年輪年代を決定できれば飛躍的に分析対象が広がる。本研究では、1)年輪数の少ない考古材の年代決定のための年層内同位体比データの収集、および、2)現生木を用いた年層内変動メカニズムの基礎的研究を行い、3)以上の成果を統合して年層内分析による年代決定法を確立する。以上のデータを用いて、気温と降水量の同時復元にも挑戦する。

Outline of Annual Research Achievements

年層内データを用いた年代決定力の向上化を検討するため、年代既知の現生木を分析対象とし、1枚の年層を多分割して酸素同位体比を測定した。ケヤキは、成長初期の道管から成る孔圏部で酸素同位体比が低く、成長中盤の部位で極大値を取ったのち、成長の終盤に向かって減少する傾向を示した。一方、スギは、成長の初期で極大値を示し、それ以降は減少する傾向を示した。ケヤキのような環孔材は、前年の光合成産物を利用して道管が形成されるため、スギとは異なった年層内の変動特性を示した。次に、年層内の各部位と月別の気象要素を比較したところ、相対湿度や降水量と有意な相関を示す時期が、成長の初期では5月、それ以降では、6、7、8月と順に後ろの月にずれていくことを確認した。この応答解析の結果から、年層内の各部位の形成時期が特定できるとともに、月単位での気候復元も可能であることが分かった。次に、年層内を2分割して両者の差分を算出する方法を試してみたところ、この差分法は、従来の1年輪単位で得た酸素同位体比と独立しており、年代決定の新しい指標として有望であることが示唆された。年代決定力を検証したところ、従来法と差分法を併用することで、これまで以上に候補年代の絞り込みが可能になることが分かった。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

年代決定の基盤となる、過去4354年間にわたる標準年輪曲線を論文として公表できたほか、各地で新たに収集した考古材の年代を決定できた。また、年層内同位体比差分法が年代決定に有効であることを示せた。

Strategy for Future Research Activity

引き続き、年層内データの収集と分析を進め、より少ない年輪数での年代決定にむけた分析手法の開発に取り組む。特に、年層内同位体比差分法の改良や、樹種別に年層内のどの部位を抽出すれば樹種間でのパターンマッチングに効果的に働くか検討する。

Report

(2 results)
  • 2023 Annual Research Report
  • 2022 Annual Research Report
  • Research Products

    (22 results)

All 2024 2023 2022

All Journal Article (13 results) (of which Int'l Joint Research: 7 results,  Peer Reviewed: 10 results,  Open Access: 8 results) Presentation (9 results) (of which Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Method to measure tree-ring width, density, elemental composition, and stable carbon and oxygen isotopes using one sample2024

    • Author(s)
      Xu Chenxi、Zhao Yaru、An Wenling、Zhao Qingyu、Liu Yucheng、Sano Masaki、Nakatsuka Takeshi
    • Journal Title

      Journal of Forestry Research

      Volume: 35 Issue: 1 Pages: 56-56

    • DOI

      10.1007/s11676-024-01707-9

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] The beginning date of wet rice cultivation at the of Okayama University site: Tree ring oxygen isotope dating and radiocarbon 14 age of weirs from the mid-I stage of the Yayoi period2023

    • Author(s)
      藤尾 慎一郎、坂本 稔、佐野 雅規
    • Journal Title

      文明動態学

      Volume: 2 Pages: 18-31

    • DOI

      10.18926/64199

    • ISSN
      2436-8326
    • URL

      https://ousar.lib.okayama-u.ac.jp/64199

    • Year and Date
      2023-03-25
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  • [Journal Article] A WIGGLE-MATCHED 297-YR TREE-RING OXYGEN ISOTOPE RECORD FROM THAILAND: INVESTIGATING THE 14C OFFSET INDUCED BY AIR MASS TRANSPORT FROM THE INDIAN OCEAN2023

    • Author(s)
      Sano Masaki、Pumijumnong Nathsuda、Fujita Koji、Hakozaki Masataka、Miyake Fusa、Nakatsuka Takeshi
    • Journal Title

      Radiocarbon

      Volume: 65 Issue: 2 Pages: 505-519

    • DOI

      10.1017/rdc.2023.14

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    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] TWO NEW MILLENNIUM-LONG TREE-RING OXYGEN ISOTOPE CHRONOLOGIES (2349?1009 BCE AND 1412?466 BCE) FROM JAPAN2023

    • Author(s)
      Sano Masaki、Kimura Katsuhiko、Miyake Fusa、Tokanai Fuyuki、Nakatsuka Takeshi
    • Journal Title

      Radiocarbon

      Volume: - Issue: 3 Pages: 1-12

    • DOI

      10.1017/rdc.2023.29

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    • Author(s)
      佐野雅規・大石恭平・樋上昇・中塚武
    • Journal Title

      文化財科学

      Volume: 86 Pages: 37-48

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    • Author(s)
      Pandey Uttam, Nakatsuka Takeshi, Mehrotra Nivedita, Zhen Li, Kato Yoshikazu, Sano Masaki, Shah Santosh K.
    • Journal Title

      Science of The Total Environment

      Volume: 892 Pages: 164640-164640

    • DOI

      10.1016/j.scitotenv.2023.164640

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    • Author(s)
      Lee Jae-Ho、Jeong Hyun-Min、Sano Masaki、Seo Jeong-Wook
    • Journal Title

      Journal of Conservation Science

      Volume: 39 Issue: 3 Pages: 288-296

    • DOI

      10.12654/jcs.2023.39.3.10

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    • Author(s)
      佐野雅規・中塚武・李貞・濱田竜彦・下江健太
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      鳥取県埋蔵文化財センター調査研究紀要

      Volume: 15 Pages: 39-54

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      佐野雅規・李貞・中塚武
    • Journal Title

      大阪府文化財センター梶原南遺跡

      Volume: 2 Pages: 124-129

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      Hau Nguyen-Xuan、Sano Masaki、Nakatsuka Takeshi、Chen Shin-Hao、Chen I-Ching
    • Journal Title

      Science of The Total Environment

      Volume: 857 Pages: 159437-159437

    • DOI

      10.1016/j.scitotenv.2022.159437

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  • [Journal Article] Asian-Australian summer monsoons linkage to ENSO strengthened by global warming2023

    • Author(s)
      Xu Chenxi、Wang S.-Y. Simon、Borhara Krishna、Buckley Brendan、Tan Ning、Zhao Yaru、An Wenling、Sano Masaki、Nakatsuka Takeshi、Guo Zhengtang
    • Journal Title

      npj Climate and Atmospheric Science

      Volume: 6 Issue: 1 Pages: 8-8

    • DOI

      10.1038/s41612-023-00341-2

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      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] 本山遺跡第34次調査出土杭材の年代測定2023

    • Author(s)
      小林謙一・佐野雅規・李貞・中塚武・中村大介
    • Journal Title

      『神戸市埋蔵文化財年報』神戸市文化スポーツ局文化財課

      Volume: - Pages: 129-139

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      2022 Annual Research Report
  • [Journal Article] Tree ring oxygen isotope dating of wood recovered from a canal in the ancient capital of Japan2022

    • Author(s)
      Sano Masaki、Li Zhen、Murakami Yumiko、Jinno Megumi、Ura Yoko、Kaneda Akihiro、Nakatsuka Takeshi
    • Journal Title

      Journal of Archaeological Science: Reports

      Volume: 45 Pages: 103626-103626

    • DOI

      10.1016/j.jasrep.2022.103626

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      佐野雅規, 李貞, 中塚武
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      佐野雅規
    • Organizer
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      佐野雅規
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      第39回日本文化財科学会
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URL: 

Published: 2022-04-19   Modified: 2024-12-25  

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