2015 Fiscal Year Annual Research Report
サンゴ年輪記録から読み解く旧人ー新人転換期をもたらした気候短周期変動インパクト
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15H03742
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
渡邊 剛 北海道大学, 理学(系)研究科(研究院), 講師 (80396283)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山崎 敦子 東京大学, 大気海洋研究所, 研究員 (40723820)
佐々木 圭一 金沢学院大学, 美術文化学部, 准教授 (50340021)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 古環境 / OIS3 / 化石サンゴ記録 / 人類変革期 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は旧小学校跡地にある建物を活用し、サンゴ礁科学研究センターを喜界島に設置した。サンゴ礁科学研究センターには、現生および化石サンゴのボーリング機材、水中調査用のダイビング機材を備え、フィールド調査を円滑にすすめることが可能となった。また採取したサンゴ骨格を切断するための岩石カッターを導入し、続成の確認のために岩石薄片を研磨する機材、薄片および試料観察用の顕微鏡など、良い試料を迅速に選定するための設備が整った。化学分析用の粉末試料に加工するための装置も設置の準備もおこなっている。
喜界島において現生および化石のハマサンゴ骨格を採取した。多くの先行研究で指標が評価されてきたハマサンゴ属のサンゴ群体の水中掘削を行った。また、喜界島での地質調査の結果、保存のよいハマサンゴ化石を発見し採取した。採取した化石サンゴは北海道大学にて粉末X線回折（XRD）装置により炭酸塩鉱物の鉱物組成を分析し、続成の評価をおこなった。鉱物組成は主にアラゴナイトで構成されており、化学分析が可能な試料を得ることができた。採取した化石サンゴの年代を調べるため、国立台湾大学においてマルチコレクターICP質量分析計を用いたウラン系列年代測定を行った結果、約５万６千年前の寒冷期の化石であることがわかった。本研究の解析により、ネアンデルタール人が絶滅するにいたる過程にある寒冷期の気候変動が明らかになることが期待される。
古環境指標の高精度化のための現生サンゴと現場環境モニタリングを組み合わせたキャリブレーションを開始した。喜界島にて水温、塩分、日射量、栄養塩の観測をおこなった。水温と日射量はデータロガーを現生サンゴの採取地点に設置し、継続的に保守・観測を行う。塩分、栄養塩は週に１度、沿岸で水試料を採取し、採取した水試料はサンゴ礁科学研究センターおよび北海道大学にて酸素同位体比、塩分と栄養塩濃度を分析する予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
当初の計画では、MIS3は寒冷期のため熱帯性であるハマサンゴが生息していないことを前提としていた。現生および化石でも発見されているコマルキクメイシをハマサンゴの代わりに用いるために、現生のハマサンゴとコマルキクメイシの比較による指標のキャリブレーションを行い、化石に応用する予定であった。本年度は喜界島での野外調査を続け、MIS3のハマサンゴを発見することができた。化石試料の発見により、コマルキクメイシとのキャリブレーションの過程を省き、現生のハマサンゴ骨格に記録されている環境と寒冷期当時のハマサンゴに記録された環境の直接的な比較が可能となった。また、ハマサンゴはコマルキクメイシに比べて成長速度が大きく、長生きであるため、環境情報をより高時間解像度で長い期間復元することが可能になるため、季節単位での環境情報を得ることが可能であり、実際に人が生活してきた環境の情報を得ることが可能である。また喜界島にサンゴ礁科学研究センターが立ち上がったことにより、水分析機器を喜界島に設置することができた。これにより、水の酸素同位体比、金属元素、栄養塩濃度分析が喜界島で可能となり、採水から化学分析まで一連としたモニタリングができるようになった。よって当初の計画以上に進展していると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
現生のサンゴコアおよび化石サンゴ骨格の造礁性サンゴ骨格の酸素同位体比は水温と海水の酸素同位体比（塩分）によって変化する。サンゴ骨格中のストロンチウム／カルシウム比は水温にのみ依存するため、両者の指標を組み合わせることにより、過去の海水温と塩分を週単位という高時間分解能で復元できる。酸素同位体比の測定は北海道大学に設置されている炭酸塩前処理装置（carbonate device）を接続した安定同位体比質量分析計で測定する。ストロンチウム／カルシウム比は北海道大学に設置されているICP発光分光分析装置（ICP-OES）で測定を行い、過去の水温を高精度で復元する。また、酸素同位体比分析と同時に得られるサンゴ骨格の炭素同位体比指標を用いて過去の日射量の季節～数十年規模の変動を復元する。
サンゴ骨格中の酸素同位体比・ストロンチウム/カルシウム比分析で復元した水温および塩分の変動をさらに高精度化するために、過去の海水の酸素同位体比をサンゴ骨格中の流体包有水の酸素同位体比から直接求める。水の酸素同位体比の測定には喜界島のサンゴ礁科学センターに設置されているPicarro社製水同位体分析装置を用いる。また本研究では、サンゴ骨格中の流体包有水を抽出する前処理装置を開発し同位体分析装置に接続する。海水の酸素同位体比の値が既知の現生サンゴ骨格でキャリブレーションを行った後に、化石サンゴ骨格試料に応用しMIS3の時期の海水の酸素同位体比の定量的な復元を目指す。
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[Journal Article] Temporal and vertical distributions of anthropogenic236U in the Japan Sea using a coral core and seawater samples2016
Author(s)
Sakaguchi,A., Nomura,T.,Steier,P., Gloser,R., Sasaki,K., Watanabe,T., Nakakuki,T., Takahashi,Y., Yamano,H.,
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Journal Title
Journal of Geophysical Research: Oceans
Volume: 121
Pages: 4-13
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] δ11B, Sr, Mg and Ba in Acropora digitifera cultured under acidified seawater: Effects of seawater pH on trace element incorporation into coral aragonite2015
Author(s)
Tanaka, K., Holcomb M., Takahashi, A., Kurihara, H., Asami, R., Shinjo, R., *Sowa, K., Rankenburg, K., Watanabe, T., McCulloch, M.,
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Journal Title
Coral Reefs
Volume: 34
Pages: 1139-1149
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Middle Holocene daily light cycle reconstructed from the strontium/calcium ratios of a fossil giant clam shell2015
Author(s)
Hori, M., Sano,Y., Ishida, A., Takahata, N.,Shirai, K., Watanabe,T.
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Journal Title
Scientific Reports
Volume: -
Pages: -
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Presentation] Environmental changes and coral growth histories during last 100 years recorded in mid-latitude massive Porites corals2015
Author(s)
Tsuyoshi Watanabe, Atsuko Yamazaki, Takashi Kawamura, Jumpei Isasa, Kanae Kamimura, Kazuto Ohmori, Tsuzumi Miyaji, hoko Sekiya, Kohki Sowa, Takashi Nakamura, Saori Ito, Rie Nakaya, Hiroto Kajita,Fumihito Iwase, Keiichi Nomura, Kaoru Sugihara, Osamu Abe, Tatsuhiko Sakamoto, Masafumi Murayama, Hiroya Yamano
Organizer
喜界島国際サンゴ礁科学シンポジウム
Place of Presentation
喜界町中央公民館（鹿児島県喜界島）
Year and Date
2015-08-23 – 2015-08-23
Int'l Joint Research
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