2016 Fiscal Year Annual Research Report
Achievement of accurate C-14 dating for charcoal based on a chemical index
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15H02947
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
南 雅代 名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 准教授 (90324392)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鍵 裕之 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (70233666)
三村 耕一 名古屋大学, 環境学研究科, 准教授 (80262848)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 炭素14年代 / 炭化物 / 化学処理法 / 姶良テフラ / 段階的加熱 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
炭化物から外来炭素を除去する方法としては，酸・アルカリ・酸（ABA）処理法が広く行われている。しかし近年，酸・アルカリ・酸化処理（ABOx処理）＋段階的加熱（SC）を行うABOx-SC処理が開発され，炭化物の前処理法として広まりつつある。本研究は，炭化物の試料前処理の違いにおける外来炭素の除去，炭化物の本質成分の残存状態の違いを化学的指標を用いて明らかにすることにより，高確度な炭素14年代測定を実現することを目指している。
今年度はまず，和歌山県根来寺の炭化米（AD1585）に対して得られた結果を"考古学と自然科学"誌に，九州の火砕流堆積物中の炭化物（～44,500 BP) に対して得られた結果を"Radiocarbon"誌に発表した。
さらに，姶良テフラ（AT）層（～30,000 cal BP）の炭化物を用いて，ABA，ABA-SC，ABOx-SCの3種類の処理による炭素14年代の違いを調べた。用いた試料は，南九州，姶良カルデラ起源の大隅降下軽石と入戸火砕流中の炭化樹木である。一方，ほぼ炭素14計数検出限界の年代を持つ炭化物に対しても，同様の検討を行った。その結果，1）ABOx処理後の試料はABA処理後の試料よりもわずかに古い年代を示す傾向があるが，誤差範囲で一致すること，2）ABA処理，ABOx処理いずれにおいても，段階的加熱（630℃で発生したガスを捨てた後，900℃で発生したガスのみを回収）をした場合は，ほぼ等しく，かつ，古い年代が得られること，3）試料と同じ処理をしたグラファイトによるブランク補正を行わないと，正しい炭素14年代決定が行われないこと，が明らかになった。大隅降下軽石と入戸火砕流中の炭化樹木のABA-SC処理及びABOx-SC処理後の炭素14年代は29,315－29,650 cal BPとなり，報告されている AT層年代より約500年若い結果となった。
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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
平成28年3月にあった研究室の移転の影響で，前半は新たな建屋での設備（試料調製ガラスライン等）の再組み立てに時間を費やした。引越し後，新しい建屋の電気・ガス等の整備が遅れ，そのために，元素分析計の立ち上げが遅れた。しかし，後半は，新しい研究室も整い，順調に研究が流れ始めた。昨年度に投稿した2報の論文が受理されたことからも，研究はおおむね順調に進捗していると言える。
一方で，炭化材の土壌埋没実験に関しては，適切な試料選びに手間取り，実験開始が遅くなってしまった。炭素14を含まない炭化材の土壌埋没実験を早々から開始し，データを収集したいと考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度得られた結果を論文にまとめることに重点を置く。特に大隅降下軽石と入戸火砕流中の炭化樹木の結果の論文化を目指す。また，昨年度，年代の古い試料の場合，試料と同じ処理をしたグラファイトによるブランク補正を行わないと正しい炭素14年代決定が行われないことを指摘したが，この点に関しても詳細に検討し，大隅降下軽石と入戸火砕流中の炭化樹木が，報告されているAT層年代より約500年若い年代を示した原因を明らかにする。
さらに，約22,000 BPと言われている前橋泥流堆積物中の炭化材も入手できたので，この試料にABA処理，ABOx処理，さらにSCを行って炭素14年代の違いを調べることも行う。
一方で，阿蘇4火砕流による炭化材を用いて土壌埋没実験を開始し，土壌埋没後，定期的に炭化材を土壌から取り出し，ABA処理，ABOx処理を行い，赤外吸収スペクトル，蛍光X線回析パターン，元素比（O/C・H/C）等の鉱物的・化学的指標によって，外来炭素の除去，炭化物の残存状態，そして化学構造の変化を追跡する。
以上の結果を，研究代表者及び分担者全員で議論しながら総括し，炭化物の化学処理（ABA処理、ABOx処理）により，どのような外来炭素成分が除去され，どのような本質成分が残存しているのか，炭化材の高確度・高精度炭素14年代決定のためには，どのような化学処理を行う必要があるのかどうかを明らかにし，炭化物の高確度炭素14年代決定法を確立する。
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