Paleoclimate dynamics of the Southern Ocean

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project Area: Giant reservoirs of heat/water/material : Global environmental changes driven by the Southern Ocean and the Antarctic Ice Sheet
• Project/Area Number: 17H06318
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Complex systems
• Research Institution: Kochi University
• Principal Investigator: Ikehara Minoru 高知大学, 教育研究部自然科学系理工学部門, 教授 (90335919)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 関 宰 北海道大学, 低温科学研究所, 准教授 (30374648) ; 板木 拓也 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 地質調査総合センター, 研究グループ長 (30509724) ; 佐藤 暢 専修大学, 経営学部, 教授 (50365847) ; 井尻 暁 神戸大学, 海事科学研究科, 准教授 (70374212)
• Project Period (FY): 2017-06-30 – 2022-03-31
• Keywords: 南大洋 / 南極 / プロキシ / 年代統合 / 古水温 / 南極周極流 / テレコネクション / 酸素同位体比

Outline of Final Research Achievements

The development of a purified method for diatom shells and its oxygen isotope analysis, and the establishment of an automated radiolarian analysis technique using AI deep learning, have successfully brought new developments to paleoceanographic studies in the Southern Ocean. The validity of precise age contrast between marine sediment cores and Antarctic ice cores using dust indices was examined, and it was clarified that local biases such as regional nature of dust variability and contamination of volcaniclastic debris should be fully taken into account in the Indian sector in the Southern Ocean. We reconstructed surface and sub-surface seawater temperature variations in the Indian sector of the Southern Ocean over a wide area, and found that short-term variations are linked to the Southern Annular Mode (SAM), and that marine isotope stages 5e and 9 have significantly higher surface water temperatures than other interglacial stages.

Free Research Field

古海洋学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

南大洋は多様な古海洋プロキシが適用できる有孔虫化石の保存が極めて悪い海域であり、古環境研究が大きく制限されてきた。有孔虫に代わる微化石として南大洋で多産する珪藻と放散虫が注目されているが、我々の手法開発によってそれら微化石の地球化学分析が大きく進展した。今後多くの海底コア解析に応用展開されていくと期待される。また、スーパー間氷期と呼ばれる産業革命前よりも温暖だった可能性のある間氷期の環境変動の実態把握が急務であるが、本研究により、南大洋インド洋区では酸素同位体ステージ5eと9は他の間氷期に比べて有意に表層水温が高く、これらの時期には南極前線などが南下していたことが明らかとなった。