Glacial-interglacial changes in climate and environment studied by multi-parameter analyses of ice-core dust

2017 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15H01731
• Research Institution: National Institute of Polar Research
• Principal Investigator: 東 久美子 国立極地研究所, 研究教育系, 教授 (80202620)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 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)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: 南極 / ドームふじ / 氷床コア / ダストマルチパラメータ分析

Outline of Annual Research Achievements

本研究では南極ドームふじで掘削された氷床コアに含まれるダストの特性を表わすマルチパラメータを高精度で系統的に分析することで、ダストと気候変動との関わりを研究した。平成29年度は、国立極地研究所で開発したアイスコア連続自動融解分析装置（CFA）を用いて、南極ドームふじ氷床コアの完新世～最終退氷期に対応するサンプルの高時間分解能分析を実施した。CFAを構成するICPQMSを用い、鉱物ダストに含まれる鉄、アルミニウム、カルシウム、ナトリウム、マグネシウム、カリウムを高時間分解能で分析したところ、鉄とアルミニウムについては、ICPQMSのシグナルのバックグラウンドの上に、鋭いスパイク上のピークが重なって見られた。CFAで融解した氷床コアサンプルの一部をフラクションコレクターで自動分取したサンプルをフィルターで濾過し、溶存態と粒子態に分けて分析し、CFAに接続したICPQMSのデータと比較した結果、データのバックグラウンド濃度を形成しているのが溶存態で、スパイク的に出現すピークを形成しているのが粒子態であることが明らかになった。この方法でドームふじ氷床コアのCFA分析を行い、溶存成分と非溶存成分を分離した高時間分解能分析を実施することができた。また、CFAのフラクションコレクター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った。これと並行し、走査型電子顕微鏡（SEM）及びSEMに接続したエネルギー分散型X線分析装置（EDS）で分析し、鉱物組成を分析した。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た。

Research Progress Status

平成29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成29年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Int'l Joint Research] デンマーク工科大学(デンマーク)
  • Country Name: DENMARK
  • Counterpart Institution: デンマーク工科大学
• [Journal Article] 10Be signature of the cosmic ray event in the 10th century CE in both hemispheres, as confirmed by quasi-annual 10Be data from the Antarctic Dome Fuji ice core (2019)
  • Author(s): Miyake, F., Horiuchi, K., Motizuki, Y., Nakai, Y., Takahashi, K., Masuda, K., Motoyama, H. and Matsuzaki, H.
  • Journal Title: Geophysical Research Letters Volume: 46 Pages: 11-18
  • DOI: 10.1029/2018GL080475
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Abrupt ice-age shifts in Southern westerlies and Antarctic climate forced from the north (2018)
  • Author(s): Buizert, C., Sigl, M., Severi, M., Markle, B. R., Wettstein, J. J., McConnell, J. R., Pedro, J., Sodemann, H., Goto-Azuma, K., Kawamura, K., Fujita, S., Motoyama, H., Hirabayashi, M., Uemura, R., Stenni, B., Parrenin, F., Feng, H., Fudge, T. J. and Steig, E. J.
  • Journal Title: Nature Volume: 563 Pages: 681-685
  • DOI: 10.1038/s41586-018-0727-5
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Spatial variation of isotopic compositions of snowpack nitrate related to post-depositional processes in eastern Dronning Maud Land, East Antarctica (2018)
  • Author(s): Noro, K., Hattori, S., Uemura, R., Fukui, K., Hirabayashi, M., Kawamura, K., Motoyama, H., Takenaka, N. and Yoshida, N.
  • Journal Title: Geochemical Journal Volume: 52 Pages: e7-e14
  • DOI: 10.2343/geochemj.2.0519
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] High‐sensitivity sulfur isotopic measurements for Antarctic ice core analyses (2018)
  • Author(s): Takahashi, K., Nakai, Y., Motizuki, Y., Ino, T., Ito, S., Ohkubo, S. B., Minami, T., Takaku, Y., Yamaguchi, T., Tanaka, M. and Motoyama, H.
  • Journal Title: Rapid Commun Mass Spectrom. Volume: 32 Pages: 1991-1998
  • DOI: 10.1002/rcm.8275
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Asynchrony between Antarctic temperature and CO2 associated with obliquity over the past 720,000 years (2018)
  • Author(s): Uemura, R., Motoyama, H., Masson-Delmotte, V., Jouzel, J., Kawamura, K., Goto-Azuma, K., Fujita, S., Kuramoto, T., Hirabayashi, M., Miyake, T., Ohno, H., Fujita, K., Abe-Ouchi, A., Iizuka, Y., Horikawa, A., Igarashi, M., Suzuki, K., Suzuki, T. and Fujii, Y.
  • Journal Title: Nature Communications Volume: 9 Pages: 961
  • DOI: 10.1038/s41467-018-03328-3
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] 連続融解・分析装置による雪氷コアの分析 (2017)
  • Author(s): 平林幹啓
  • Journal Title: 化学と教育 Volume: 265 Pages: 338-339
  • DOI: 10.20665/kakyoshi.65.7_33
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Overview of the chemical composition and characteristics of Na+ and Cl- distributions in shallow samples from Antarctic ice core DF01 (Dome Fuji) drilled in 2001 (2017)
  • Author(s): Motizuki, Y., Motoyama, H., Nakai, Y., Suzuki, K., Iizuka, Y. and Takahashi, K.
  • Journal Title: Geochemical Journal Volume: 51 Pages: 293-298
  • DOI: 10.2343/geochemj.2.0458
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 極域のアイスコアから明らかになってきた過去の気候・環境変動 (2018)
  • Author(s): 本山秀明
  • Organizer: 気候変動シンポジウム ～激変する地球と災害リスク～
• [Presentation] 南極アイスコア等による古環境復元～2017年度の活動～ (2018)
  • Author(s): 川村賢二, 植村立, 本山秀明, 飯塚芳徳, 堀内一穂, 青木周司, 東久美子, 藤田秀二, 関 宰, 平林幹啓, 中澤文男, 大藪幾美, 大野浩, 津滝俊, 阿部彩子
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2018年大会
• [Presentation] JARE59における南極ドームふじ周辺3地点における浅層コア掘削 (2018)
  • Author(s): 中澤文男, 川村賢二, 大藪幾美, 大野 浩, 杉浦幸之助, 藤田秀二, 東久美子, 本山秀明
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2018年大会
• [Presentation] 東南極沿岸のH128地点で採取されたフィルン空気の組成 (2018)
  • Author(s): 大藪幾美, 川村賢二, 北村享太郎, 森本真司, 青木周司, 藤田 遼、菅原 敏, 本山秀明, 櫻井俊光, 荒井美穂
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2018年大会
• [Presentation] 最終退氷期におけるドームふじアイスコア中の硫黄同位体分析：硫酸エアロゾルの起源推定 (2018)
  • Author(s): 植村立, 眞坂昂佑, 松本理誠, 植村美希, 飯塚芳徳, 平林幹啓, 本山秀明
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2018年大会
• [Presentation] 720,000-year records of Antarctic and oceanic temperatures related to solar forcing and CO2 (2018)
  • Author(s): 植村立, 本山秀明, Masson-Delmotte Valerie, Jouzel Jean, 川村賢二, 東久美子, 藤田秀二, 倉元隆之, 平林幹啓, 三宅隆之, 大野浩, 藤田耕史, 阿部彩子, 飯塚芳徳, 堀川信一郎, 五十嵐誠, 鈴木啓助, 鈴木利孝, 藤井理行
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2018年大会
• [Presentation] Evolution in Geometry of Firn in Ice Sheets Detected by Dielectric Anisotropy (2018)
  • Author(s): Fujita, S., K. Fukui, M. Hirabayashi, Y. Iizuka, S. Matoba, A. Miyamoto, H. Motoyama, T. Saito, T. Suzuki
  • Organizer: Polar 2018
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] ICP質量分析計を接続した連続融解分析装置による雪氷コアの分析 (2018)
  • Author(s): 平林幹啓, 尾形純, 東久美子, 鹿籠 康行
  • Organizer: 日本分析化学会第67年会
• [Presentation] ICP 質量分析計を接続した連続融解分析装置による多元素同時定量 (2018)
  • Author(s): 平林幹啓，尾形純，東久美子，鹿籠康行
  • Organizer: 雪氷研究大会2018
• [Presentation] 南極H128 地点の積雪中金属成分から探るエアロゾル輸送 (2018)
  • Author(s): 西野沙織, 荒井美穂, 鈴木利孝, 飯塚芳徳, 平林幹啓, 川村賢二, 本山秀明
  • Organizer: 雪氷研究大会2018
• [Presentation] 南極ドームふじ深層氷コア中のAl/Dust 比の経年変動 (2018)
  • Author(s): 米倉綾香, 鈴木利孝, 飯塚芳徳, 平林幹啓, 本山秀明, 川村賢二
  • Organizer: 雪氷研究大会2018
• [Presentation] Notes on observational data from automatic weather stations in Antarctica (2018)
  • Author(s): Motoyama, H., N. Hirasawa, K. Sugiura, K. Kawamura, T. Aoki, T. Kameda and H. Enomoto
  • Organizer: The Ninth Symposium on Polar Science
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Dating of coastal ice cores drilled by Japanese Antarctic Research Expedition and environmental change study (2018)
  • Author(s): Motoyama, H., K. Kawamura, T. Sakurai, K. Sudo, M. Arai, T. Suzuki, M. Hirabayashi and S. Fujita
  • Organizer: The Ninth Symposium on Polar Science
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Shallow ice core drillings at three sites near the Dome Fuji station, Antarctica, carried out during the summer season of JARE-59 (2018)
  • Author(s): Nakazawa, F., K. Kawamura, I. Oyabu, H. Ohno, K. Sugiura, S. Fujita, K. Goto-Azuma and H. Motoyama
  • Organizer: The Ninth Symposium on Polar Science
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Notes on observational data from automatic weather stations in Antarctica (2018)
  • Author(s): Motoyama, H., N. Hirasawa, K. Sugiura, K. Kawamura, T. Aoki, T. Kameda and H. Enomoto
  • Organizer: AGU Fall Meeting 2018
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Calibration of micro-particle analysers for ice core studies (2017)
  • Author(s): Goto-Azuma, K., F. Nakazawa, M. Hirabayashi, J. Ogata, Y. Ogawa-Tsukagawa and K. Fukuda
  • Organizer: EGU General Assembly 2017
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] High-resolution measurements of methane concentration in the Dome Fuji ice core using Continuous Flow Analysis (CFA) system (2017)
  • Author(s): Arai, M., K. Kawamura, K. Kitamura, K. Goto-Azuma, J. Ogata, R. Dallmayr, F. Nakazawa, M. Hirabayashi, T. Nakazawa, S. Aoki and T. Suzuki
  • Organizer: Japan Geoscience Union Meeting 2017
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 東南極氷床「ドームふじ」頂部位置の氷期・間氷期の変遷に応じた移動について (2017)
  • Author(s): 藤田秀二, 福井幸太郎, 本山秀明, 中澤文男
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2017年大会
• [Presentation] 過去21.6万年間の東南極における気候に依存した表面質量収支のコントラスト (2017)
  • Author(s): 藤田秀二, P. Frederic, 阿部彩子, 川村賢二, V. Masson-Delmotte, 本山秀明, 齋藤冬樹, M. Severi, B. Stenni, 植村立, E. W. Wolff
  • Organizer: JpGU-AGU Joint Meeting 2017
• [Presentation] High resolution analyses of the Dome Fuji deep ice-core using a Continuous Flow Analysis (CFA) System (2017)
  • Author(s): Goto-Azuma, K., M. Hirabayashi, J. Ogata, K. Kitamura, K. Kawamura, Y. Ogawa-Tsukagawa, R. Dallmayr, F. Nakazawa, K. Fukuda, M. Arai, S. Fujita and H. Motoyama
  • Organizer: Japan Geoscience Union Meeting 2017
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Research prospects on variations and interactions of Antarctic ice sheet and climate (2017)
  • Author(s): Kawamura, K., S. Sugiyama, R. Uemura, H. Motoyama, T. Sawagaki, I. Yoshinori, K. Horiuchi, S. Aoki, K. Goto-Azuma, S. Fujita, O. Seki, M. Hirabayashi and I. Oyabu
  • Organizer: Japan Geoscience Union Meeting 2017
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 南極ドームふじアイスコアの解析から得られた過去７２万年間における気候の不安定性と平均状態の関係 (2017)
  • Author(s): 川村賢二, 阿部彩子, 本山秀明, ドームふじアイスコアプロジェクト
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2017年大会
• [Presentation] 南極氷床と気候の変動及び相互作用に関する研究展望 (2017)
  • Author(s): 川村賢二, 杉山慎, 植村立, 本山秀明, 澤柿教伸, 飯塚芳徳, 堀内一穂, 青木周司, 東久美子, 藤田秀二, 関宰, 平林幹啓, 大藪幾美
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2017年大会
• [Presentation] Isotopic constrains on post-depositional processing of snow nitrate in eastern Dronning Maud Land, East Antarctica (2017)
  • Author(s): Noro, K., S. Hattori, R. Uemura, K. Fukui, M. Hirabayashi, K. Kawamura, H. Motoyama, N. Yoshida and N. Takenaka
  • Organizer: Japan Geoscience Union Meeting 2017
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] グリーンランドNEEM氷床コアと南極ドームふじ氷床コアによる完新世のメタン濃度の復元 (2017)
  • Author(s): 大藪幾美, 川村賢二, 東久美子, 北村享太郎, 青木周司, 中澤高清, E. J. Brook, T. Blunier
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2017年大会
• [Presentation] 南極ドームふじ氷床コアから探る過去７２万年間における気候の不安定性と平均状態の関係 (2017)
  • Author(s): 川村賢二, 本山秀明, 阿部彩子, ドームふじアイスコアコンソーシアム
  • Organizer: 日本第四紀学会2017年大会
• [Presentation] 連続融解・分析装置による雪氷コアの分析 (2017)
  • Author(s): 平林幹啓, 東久美子, Remi Dallmayr, 尾形純, 塚川佳美, 北村享太郎, 川村賢二
  • Organizer: 日本分析化学会第66年会
• [Presentation] 東南極ドローニングモードランドで観測された、積雪内硝酸の沈着後変化による硝酸の窒素同位体比変化 (2017)
  • Author(s): 野呂和嗣, 服部祥平, 植村立, 福井幸太郎, 平林幹啓、川村賢二, 本山秀明, 吉田尚弘, 竹中規訓
  • Organizer: 日本地球化学会第64回年会
• [Presentation] JARE54にて採取した30mアイスコアの年代決定と環境変動 (2017)
  • Author(s): 本山秀明, 鈴木利孝, 福井幸太郎, 大野浩, 保科優, 平林幹啓, 藤田秀二
  • Organizer: 雪氷研究大会2017
• [Presentation] 南極ドームふじ南方における氷床表面中の金属成分 (2017)
  • Author(s): 鈴木利孝, 庄司愛理, 柴田麻衣, 飯塚芳徳, 平林幹啓, 川村賢二, 本山秀明
  • Organizer: 雪氷研究大会2017
• [Presentation] 南極ドームふじ深層氷コア中の金属成分と微粒子濃度の関係 (2017)
  • Author(s): 米倉綾香, 鈴木利孝, 飯塚芳徳, 平林幹啓, 川村賢二, 本山秀明
  • Organizer: 雪氷研究大会2017
• [Presentation] 北極と南極の氷による過去の地球環境の復元 (2017)
  • Author(s): 東久美子
  • Organizer: 朝日地球会議(朝日新聞社)
• [Presentation] Analyses of the second Dome Fuji deep ice-core with an improved CFA (Continuous Flow Analysis) system (2017)
  • Author(s): Goto-Azuma, K., M. Hirabayashi, J. Ogata, K. Kitamura, K. Kawamura, Y. Ogawa-Tsukagawa, F. Nakazawa, K. Fukuda, M. Arai, S. Fujita and H. Motoyama
  • Organizer: The Eighth Symposium on Polar Science
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Dating of 30m ice cores drilled by Japanese Antarctic Research Expedition and environmental change study (2017)
  • Author(s): Motoyama, H., T. Suzuki, K. Fukui, H. Ohno, Y. Hoshina, M. Hirabayashi and S. Fujita
  • Organizer: The Eighth Symposium on Polar Science
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Dating of 30m ice cores drilled by Japanese Antarctic Research Expedition and environmental change study (2017)
  • Author(s): Motoyama, H., T. Suzuki, K. Fukui, H. Ohno, Y. Hoshina, M. Hirabayashi, S. Fujita
  • Organizer: 2017 AGU Fall Meeting
  • Int'l Joint Research