2016 Fiscal Year Research-status Report
北極域の氷河の融解縮小を加速する氷河暗色化メカニズムの解明
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15K16120
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| Research Institution | National Institute of Polar Research |
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Principal Investigator |
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 | 氷河上ダストの起源 / 積雪中の黒色炭素の形態観察 / 北極域の氷河暗色化 / Sr-Nd同位体比 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成27年度に分析を行ったグリーンランド西部沿岸域の氷河上クリオコナイトのSr-Nd同位体比の結果から，氷河上に飛来する鉱物の起源が主にそれぞれの氷河周辺の堆積物由来であること，その起源は地域によって異なり，各氷河周辺の地質条件を反映していること，さらに氷河表面の暗色域の形成には氷体内ダスト（過去に氷河上流域表面に堆積したものが，氷の流動とともに氷体内部を通って下流域へと運ばれた）の供給が重要な役割を果たしていることが明らかになった．昨年度はこの成果を論文としてまとめ，Frontier Earth Science誌に発表した．
さらに，氷河暗色化のもう一つの要因として考えられる黒色炭素の特性を理解するため，Ramona Mateiu氏との共同研究を通じて走査型電子顕微鏡を用いた積雪中の黒色炭素観察手法の改良を行った．その後，黒色炭素の粒径，面積，真円度など，その形態に注目してグリーンランドおよびアラスカの積雪に含まれる粒子の観察を行った．その結果，グリーンランドの積雪にはアラスカに比べて鎖状体構造を持つ粒子が多く含まれており，北極域各地の積雪に含まれるブラックカーボンの起源あるいは輸送経路が地域によって異なることが明らかになった．化石燃料や森林火災の燃焼によって大気中に排出された直後の黒色炭素には鎖状体構造を持つ粒子が比較的多く含まれていることから，グリーンランドの積雪に含まれる黒色炭素は，硫酸塩などの他の大気エアロゾルの吸着や混合などのプロセスをほとんど受けていないと考えられる．このような積雪中の黒色炭素の形態の違いは，その光学的特性に影響を与え，さらに氷河表面のアルベド低下効果に影響を及ぼす可能性がある．
以上，本研究の成果によって，まだその詳細がほとんど明らかになっていない氷河暗色化拡大のメカニズムや，近年のクリオコナイト量の増加要因に関する理解が進むと考えられる．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
6月末から8月にかけてグリーンランド氷床北東部において積雪試料の採取を行い，日本に帰国後，試料中に含まれる暗色不純物の分析を行う予定をしていたが，研究協力機関の事情により試料の到着が当初の予定よりも大幅に延期された．また，それに伴い暗色不純物の分析を行うための使用日程が延期となったが，機器の予約に空きがなくなってしまい，今年度中に分析を完了させることができなくなってしまったため．
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究課題を進めるにあたって，今後はまずグリーンランド氷床上の積雪中に含まれる鉱物粒子のSr-Nd同位体比分析，および黒色炭素のSEM観察を行う．氷床上では深さ約4mのピット（縦穴）を掘って3cmごとに試料を採取しており，各層に含まれる不純物の分析を行うことで，その起源や輸送経路の時間変化を明らかにできる可能性がある．
さらに，アラスカの広域積雪に含まれる黒色炭素の形態観察も合わせて行う．申請者が分析を行っているアラスカの積雪試料については，その中に含まれる黒色炭素濃度の測定が行われており，緯度によって濃度が異なること，さらにその起源や輸送経路も異なる可能性が示唆されている（塚川，他, 2016）．したがって，これらの試料に含まれる黒色炭素の形態の空間分布を明らかにし，先行研究の成果と比較することで，その起源や雪氷表面の暗色化に与える影響の違いを，よりはっきりと示すことができると考えられる．
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| Causes of Carryover |
当初の予定では，平成28年8月にグリーンランドから雪氷試料が日本に届く予定であったが，研究協力機関の事情により試料の到着が11月末に延期された．また，それに伴い暗色不純物の分析を行うための使用日程が延期となったが，機器の予約に空きがなくなってしまい，今年度中に分析を完了させることができなくなってしまった．さらに，共同研究者の招聘を予定していたが，日程の調整がつかず，こちらも延期となったため．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
グリーンランドおよびアラスカの雪氷試料に含まれる鉱物粒子のSr-Nd同位体比測定および黒色炭素の走査型電子顕微鏡（SEM）観察を行うため，必要となる試薬などの消耗品の購入，測定費用，および旅費に使用する．また，SEMの維持に必要となるエミッター（電子銃）などの交換費用としても使用する．さらに，共同研究者招聘のための旅費としても使用する予定である．
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[Journal Article] Variations in Sr and Nd Isotopic Ratios of Mineral Particles in Cryoconite in Western Greenland2016
Author(s)
Nagatsuka, N., Takeuchi, N., Uetake, J., Shimada, R., Onuma, Y., Tanaka, S. and Nakano, T.
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Journal Title
Frontier Earth Science
Volume: 4 (93)
Pages: 1-11
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Microbial community variation in cryoconite granules on Qaanaaq Glacier, NW Greenland2016
Author(s)
Uetake,J., Tanaka,S., Segawa,T., Takeuchi, N., Nagatsuka, N., Hideaki, M., Aoki, T.
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Journal Title
FEMS microbiology ecology
Volume: 92 (9)
Pages: 1-10
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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