2016 Fiscal Year Annual Research Report
南極氷床コア中ダストのマルチパラメータ分析による氷期・間氷期の気候・環境変動解読
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15H01731
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| Research Institution | National Institute of Polar Research |
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Principal Investigator |
東 久美子 国立極地研究所, 研究教育系, 教授 (80202620)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
櫻井 俊光 国立極地研究所, 研究教育系, 研究員 (00581810)
本山 秀明 国立極地研究所, 研究教育系, 教授 (20210099)
平林 幹啓 国立極地研究所, 研究教育系, 特任助手 (20399356)
永塚 尚子 国立極地研究所, 研究教育系, 研究員 (30733208)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 南極氷床コア / ダスト / マルチパラメータ / 氷期・間氷期 / 気候・環境変動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1．南極ドームふじ氷床コアの完新世のサンプルをアイスコア連続自動融解分析装置（CFA）で分析した。
2．ドームふじ氷床コアの最終退氷期から最終氷期最寒期のサンプルをCFAで分析するため、CFAを最適化した。固体微粒子や各種元素の濃度が低い完新世のサンプルを分析する際は、CFAを低濃度のサンプル用に最適化する必要があったが、完新世から最終退氷期、最終氷期最寒期へと時代を遡ると、これらの濃度が高くなるため、この時代のサンプル用にCFAの最適化が必要であった。ダストの指標となる固体微粒子については、使用しているレーザー遮蔽式ダスト分析計において分析可能な上限濃度を超えてしまうため、アイスコア融解部から固体微粒子分析装置に導入される融解水のラインに超純水のラインを接続し、超純水によってサンプルからの融解水を希釈した。
3．CFAによって自動分注された完新世のサンプルを用いてイオン分析とダスト分析を行った。また、光学顕微鏡による微粒子の直接観察方法を開発した。
4．ダスト粒子を走査型電子顕微鏡（SEM）により分析する方法の開発を継続した。最初はサンプルを融解する方法を幾つか試みたが成功しなかったため、昇華する方法を検討した。凍結乾燥機により氷を昇華させてフィルター上にダストを捕集する方法でコンタミネーションなしで分析できることが分かったので、この方法によって実験条件の検討を行った。これと並行し、クライオSEMにより、氷床コア・サンプルを融かさず分析する方法の開発を継続し、グリーンランドのアイスコア・サンプルでテストを行った。
5．ダストの溶存成分と非溶存成分の分離する分析法について研究を開始した。CFA-ICPQMSによる無機元素分析において、溶存態と全形態(溶存態+粒子態)濃度の比較を行い、元素による挙動の違いを明らかにした。
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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
レーザー遮蔽式ダスト分析計は、ダスト濃度が高くなると分析不能になることが懸念されていたが、超純水のラインをCFAシステムに組み込むことで、分析計に導入されるサンプルのダスト濃度を低くすることができ、測定可能となった。凍結乾燥法を用いてフィルター上に捕集したダストのSEMによる成分分析や、クライオSEMによって氷を融解せずにダストを分析する方法の開発も順調に進んでいる。また、CFA-ICPQMSによる無機元素分析においては、溶存態と粒子態のシグナルの出方が異なることが明らかになり、ICPQMSへ導入するサンプルは、フィルターを通過させなくても溶存態と粒子態を分離できることが分かった。このようにダストの様々な分析が可能になった。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度までに開発及び最適化した各種分析法を用いて、南極ドームふじコアの分析を行う。
CFAにより南極ドームふじ氷床コアの完新世～最終退氷期～最終氷期最寒期の時代に対応するサンプルの高時間分解能分析を終了する。平成28年度はCFA-ICPQMSによる無機元素分析において、溶存態と全形態(溶存態+粒子態)濃度の比較を行い、元素による挙動の違いを明らかにしたので、この方法をドームふじ氷床コアのCFA分析に応用して、溶存成分と非溶存成分を分離した分析を実施する。また、CFAの自動分注装置で採取したサンプルを用い、イオン分析、ダストの粒径・個数の分析、ダストの形状分析を行う。これと並行し、光学顕微鏡による微粒子の直接観察と走査型電子顕微鏡観察を行う。これらのマルチパラメータ分析によって得られた結果を総合的に解析し、過去の気候変動とダストとの関わりを研究する。
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[Journal Article] State dependence of climatic instability over the past 720,000 years from Antarctic ice cores and climate modeling2017
Author(s)
Dome Fuji Ice Core Project: K. Kawamura, A. Abe-Ouchi, H. Motoyama, Y. Ageta, S. Aoki, N. Azuma, Y. Fujii, K. Fujita, S. Fujita, K. Fukui, T. Furukawa, A. Furusaki, K. Goto-Azuma, R. Greve, M. Hirabayashi, T. Hondoh, A. Hori, S. Horikawa, K. Horiuchi, M. Igarashi, Y. Iizuka and others
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Journal Title
Science Advance
Volume: 3
Pages: e1600446
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Variations in Sr and Nd Isotopic Ratios of Mineral Particles in Cryoconite in Western Greenland2016
Author(s)
12.Nagatsuka, N., Takeuchi, N., Uetake, J., Shimada, R., Onuma, Y., Tanaka, S. and Nakano, T.
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Journal Title
Frontiers Earth Science
Volume: 4
Pages: 93
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] Present evaluation and future prediction of the global environment in the framework of glacial-interglacial cycle (AJ3)2016
Author(s)
Motoyama, H., K. Kawamura, H. Miura, Y. Suganuma, K. Goto-Azuma, S. Fujita, T. Furukawa, K. Matsuoka, H. Kaneda, T. Koyama, Y. Nogi, J. Okuno and S. Matoba
Organizer
The Seventh Symposium on Polar Science
Int'l Joint Research
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[Presentation] Metamorphism of layered firn at Dome Fuji, Antarctica: Evolution of relations between Near-infrared reflectivity and the other textural/chemical properties2016
Author(s)
Fujita, S., K. Goto-Azuma, H. Enomoto, K. Fukui, M. Hirabayashi, A. Hori, Y. Hoshina, Y. Iizuka, Y. Motizuki, H. Motoyama, F. Nakazawa, S. Sugiyama, S. Surdyk and K. Takahashi
Organizer
The Seventh Symposium on Polar Science
Int'l Joint Research
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[Presentation] Metamorphism of layered firn at Dome Fuji, Antarctica: Evolution of relations between Near-infrared reflectivity and the other textural/chemical properties2016
Author(s)
Fujita, S., K. Goto-Azuma, H. Enomoto, K. Fukui, M. Hirabayashi, A. Hori, Y. Hoshina, Y. Iizuka, Y. Motizuki, H. Motoyama, F. Nakazawa, S. Sugiyama, S. Surdyk and K. Takahashi
Organizer
SCAR 2016 Open Science Conference
Int'l Joint Research
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[Presentation] 過去21万6千年間の東南極における、気候に依存した質量収支のコントラスト2016
Author(s)
藤田 秀二, Frederic Parrenin, 阿部 彩子, 川村 賢二, Masson-Delmotte Valerie, 本山 秀明, 齋藤 冬樹, Severi Mirko, Stenni Barbara, 植村 立, Wolff Eric
Organizer
日本地球惑星科学連合2016年大会
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[Presentation] 南極ドームふじのでのフィルン層構造の変態： 近赤外光の反射率と他の結晶組織構造や化学特性との関係の発達2016
Author(s)
藤田秀二, 東久美子, 榎本浩之, 福井幸太郎, 平林幹啓, 堀彰, 保科優, 飯塚芳徳, 望月 優子, 本山秀明, 中澤文男, 杉山慎, Sylviane Surdyk, 高橋和也
Organizer
日本地球惑星科学連合2016年大会
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