西部北太平洋における懸濁粒子の凝集・沈降特性の変動機構

• Project Area: Linkages in biogeochemical cycles between surface ocean and lower atmosphere
• Project/Area Number: 21014007
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 福田 秀樹 東京大学, 大気海洋研究所, 助教 (30451892)
• Project Period (FY): 2009 – 2010
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2010)
• Budget Amount: ¥4,600,000 (Direct Cost: ¥4,600,000); Fiscal Year 2010: ¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000); Fiscal Year 2009: ¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000)
• Keywords: 生物ポンプ / 沈降粒子 / 懸濁粒子 / 沈降フラックス / フラクタル次元 / 北太平洋

Research Abstract

本研究は海洋における物質循環を駆動する「生物ポンプ」の中心部分となる有機物の凝集・沈降速度を予見する数理モデルに不可欠なパラメーターである粒子の表面の粘着性および粒子の固体部分の比重の変動を支配する要因の解明を通じて地球環境の変化に対するこれらの応答を予見するモデルの構築を目的としている。これらは野外での観測並びに疑似現場実験から進められ、海域毎の特性を考慮した大気組成動態・気体交換変動・海洋生態系動態の統合モデルの高精度化に寄与するものである。
本年度は昨年度に引き続き、外洋域における研究航海でのデータの集積ならびに培養実験を行った。学術調査船「白鳳丸」KH10-1次航海(西部北太平洋亜熱帯海域 平成22年4-5月)および海洋地球研究船「みらい」MR10-01次航海(西部北太平洋亜寒帯および亜熱帯海域 平成22年10月-11月)において観測的研究を行い、海洋表層部に懸濁する粒子のサイズ分布の鉛直プロファイルならびに粒子の有効密度のサイズ依存性に関するデータを収集した。これらのデータ並びに前年度の観測で得られたデータを解析した結果、懸濁粒子の有効密度は同じサイズの粒子であっても海域毎に数倍から10倍程度の幅をもって異なることが明らかとなった。この有効密度における変動は沈降粒子中の有機炭素の分解過程に影響を与えると考えられ、生物ポンプによる炭素の輸送効率を考える上で重要な意義を持つ。また、有効密度の変動は表層部の海水に含まれている含水率の高いゲル状の有機物の分布と連動しており、これらのゲル状有機物が高濃度で懸濁している海域では有効密度が低下する傾向が見られた。この傾向は前年度に疑似現場実験で得られた傾向と一致しており、生物ポンプの機能がこれらゲル状有機物自体とそれを生成する生物群集の動態により強く影響を受けている機構が明らかになった。

Research Products

• [Journal Article] Emerging concepts on microbial processes in the bathypelagic ocean -ecology, biogeochemistry, and genomics (2010)
  • Author(s): Nagata T, Tamburini C, Aristegui J, Baltar F, Bochdansky AB, Fonda-Umani S, Fukuda H, Gogou A, Hansell DA, Hansman RL, Herndl GJ, Panagiotopoulos C, Reinthaler T.Sohrin R, Verdugo P, Yamada N, Yamashita Y, Yokokawa T, Bartlett DH
  • Journal Title: Deep-Sea Research II Volume: 57 Pages: 1519-1536
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Full-depth profiles of prokaryotes, heterotrophic nanoflagellates, and ciliates along atransect from the equatorial to the subarctic central Pacific Ocean (2010)
  • Author(s): Sohrin R, Imazawa M, Fukuda H, Suzuki Y
  • Journal Title: Deep-Sea Research II Volume: 57 Pages: 1537-1550
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Fate of the bacterial cell envelope component, lipopolysaccharide, that is sequentially mediated by viruses and flagellates (2009)
  • Author(s): Shibata A, Yasui H, Fukuda H, Ogawa H, Kikuchi T, Toda T, Taguchi S
  • Journal Title: Coastal Marine Science Volume: 33 Pages: 39-45
  • NAID: 120002117544
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Temporal changes in chlorophyll a concentrations, bacterial, viral and heterotrophic nanoflagellates abundance in the coastal zone of Sagami Bay, Japan : implications of bottom-up and top-down effects (2009)
  • Author(s): Baki MA, Motegi A, Shibata A, Fukuda H, Shimode S, Kikuchi T
  • Journal Title: Coastal Marine Science Volume: 33 Pages: 29-38
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 西部北極海における原核微生物生産速度の全深度分布-中深層への有機炭素供給機構とその強度の評価- (2011)
  • Author(s): 内宮万里央・福田秀樹・小川浩史・永田俊・西野茂人・菊池隆
  • Organizer: 日本海洋学会
  • Place of Presentation: 東京大学大気海洋研究所
  • Year and Date: 2011-03-25
• [Presentation] 西部北極海水柱における従属栄養性微細鞭毛虫類の全深度分布 (2011)
  • Author(s): 福田秀樹・内宮万里央・伊地知稔・岡本亜矢子・浜崎恒二・永田俊
  • Organizer: 日本海洋学会
  • Place of Presentation: 東京大学大気海洋研究所
  • Year and Date: 2011-03-23
• [Presentation] 西部北極海水柱における従属栄養性微細鞭毛虫類の鉛直分布 (2011)
  • Author(s): 福田秀樹・内宮万里央・伊地知稔・岡本亜矢子・浜崎恒二・永田俊
  • Organizer: Blue Earth'11 (JAMSTEC)
  • Place of Presentation: 東京海洋大学
  • Year and Date: 2011-03-07
• [Presentation] 西部北極海における原核微生物生産速度の全深度分布-中深層への有機炭素供給機構とその強度の評価- (2011)
  • Author(s): 内宮万里央・福田秀樹・小川浩史・永田俊
  • Organizer: Blue Earth'11 (JAMSTEC)
  • Place of Presentation: 東京海洋大学
  • Year and Date: 2011-03-07
• [Presentation] Effecive density and fractal dimension of suspended particles in the surface layer of the western Pacific (2011)
  • Author(s): Fukuda H, Ogawa H, Nagata H
  • Organizer: Aquatic sciences meeting (ASLO)
  • Place of Presentation: San Juan, Puerto Rico
  • Year and Date: 2011-02-18
• [Presentation] Prokaryote production in the mesopelagic layer of the western Pacific Ocean (2011)
  • Author(s): Uchimiya M, Fukuda H, Ogawa H, Nagata H
  • Organizer: Aquatic sciences meeting (ASLO)
  • Place of Presentation: San Juan, Puerto Rico
  • Year and Date: 2011-02-14
• [Presentation] C : N ratio and biodegradability of dissolved organic matter in surface waters along the longitudinal sections across the north Pacific (2010)
  • Author(s): Ogawa, H, Fukuda, H, Koike, I
  • Organizer: 2010 AGU Fall Meeting
  • Place of Presentation: San Francisco, USA
  • Year and Date: 2010-12-13
• [Presentation] 北太平洋中・低緯度海域におけるウィルス数の亜表層極大 (2010)
  • Author(s): 茂手木千晶・内宮万里央・楊燕輝・福田秀樹・小川浩史・永田俊
  • Organizer: 日本海洋学会
  • Place of Presentation: 東京海洋大学
  • Year and Date: 2010-03-29
• [Presentation] 中部太平洋における中・深層の微生物生物地理 (2010)
  • Author(s): 宗林留美・今澤学・福田秀樹・鈴木款
  • Organizer: 日本海洋学会
  • Place of Presentation: 東京海洋大学
  • Year and Date: 2010-03-29
• [Presentation] 西部北極海における原核微生物生産速度-カナダ海盆域における全深度分布の特徴- (2010)
  • Author(s): 内宮万里央・福田秀樹・小川浩史・永田俊・西野茂人・菊地隆
  • Organizer: 日本海洋学会
  • Place of Presentation: 東京海洋大学
  • Year and Date: 2010-03-29
• [Presentation] 植物プランクトンブルームにおける海洋性酸素非発生型好気性光合成細菌の増殖応答特性 (2010)
  • Author(s): 佐藤由季・福田秀樹・谷口亮人・吉田典明・浜崎恒二・鈴木光次
  • Organizer: 日本海洋学会
  • Place of Presentation: 東京海洋大学
  • Year and Date: 2010-03-29
• [Presentation] リン制限下における易分解性有機炭素とケイ素がもたらす微生物食物網の構造の応答:大槌メソコスム実験 (2010)
  • Author(s): 田中恒夫・福田秀樹・浜崎恒二・伊知地稔・岡本亜矢子・神谷英里子・杉本康則・多田雄哉・太田尚志・高橋一生
  • Organizer: 日本海洋学会
  • Place of Presentation: 東京海洋大学
  • Year and Date: 2010-03-29
• [Presentation] リン制限下における懸濁粒子の沈降特性:大槌メソコスム実験 (2010)
  • Author(s): 福田秀樹・田中恒夫・濱崎恒二・伊知地稔・岡本亜矢子・神谷英里子・杉本康則・多田雄哉
  • Organizer: 日本海洋学会
  • Place of Presentation: 東京海洋大学
  • Year and Date: 2010-03-27
• [Presentation] 懸濁粒子の凝集・沈降特性の変動機構 (2010)
  • Author(s): 福田秀樹・内宮万里央・小川浩史
  • Organizer: 日本海洋学会
  • Place of Presentation: 東京海洋大学
  • Year and Date: 2010-03-26
• [Presentation] 西部北極海における微生物食物網の特性 (2010)
  • Author(s): 福田秀樹・内宮万里央・伊地知稔・岡本亜矢子・浜崎恒二・永田俊
  • Organizer: Blue Earth'10 (JAMSTEC)
  • Place of Presentation: 東京海洋大学
  • Year and Date: 2010-03-02
• [Presentation] 西部北極海における原核微生物の生物量および生産速度-陸棚から海盆域にかけた全深度分布特性- (2010)
  • Author(s): 内宮万里央・福田秀樹・小川浩史・永田俊
  • Organizer: Blue Earth'10 (JAMSTEC)
  • Place of Presentation: 東京海洋大学
  • Year and Date: 2010-03-02
• [Remarks]
  • URL: http://w-pass.solas.jp/
• [Remarks]
  • URL: http://w-pass.solas.jp/