IRMSによる微小領域安定同位体比分析：境界領域への深化と絶対変動解析への展開

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16H02944
• Research Institution: Ibaraki National College of Technology
• Principal Investigator: 石村 豊穂 茨城工業高等専門学校, 物質工学科, 准教授 (80422012)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 坂井 三郎 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 生物地球化学研究分野, 技術研究員 (90359175)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 有孔虫 / 安定同位体比 / MICAL3 / 微量分析 / 絶対環境指標 / 炭酸カルシウム / IRMS / 耳石

Outline of Annual Research Achievements

科研費・若手研究(A)「炭酸塩の微小領域安定同位体比の新展開：環境の相対変動解析から絶対変動解析への変革」により，世界最高水準の安定同位体比分析計(IRMS)を用いた炭酸塩の超高解像度環境解析の研究基盤（MICAL3c）を確立し，複数の共同研究を伴う積極的な応用研究を開始してきた．本研究課題はその継続研究として位置づけ，（1）これまでの相対変動解析を主体とした生物源炭酸塩の安定同位体比による環境変動解析から，海洋そのものの同位体値復元に基づく絶対変動解析への変革を推進すること，そのために（2）境界領域・複合分野へ分析技術の適用範囲を広げ，特に水産学分野への展開を加速し，（3）世界唯一の分析技術に対する国内外の幅広い需要に応えるために確固 たる研究基盤を維持発展させることを本研究の目的とした．
本年度の具体的な成果としては，海洋底層の絶対環境指標として有用な有孔虫種の選定をおこなうと共に，その汎用性の検証作業をおこなった．また，高解像度での環境解析を実現するために，微小領域切削技術の最適化もおこなった．さらに，炭酸塩安定同位体組成の高精度化には，周辺水の同位体組成との比較が不可欠であり，高精度分析体制の構築を継続した．また，本研究テーマでは特定の連携研究者は設定しないが，微量分析を活用した共同研究依頼をいただいている全ての外部研究者が連携研究者の位置づけをなし，外部からの来訪者ものべ80人を超えており，共同研究への応答は次年度以降の課題と言える．研究基盤の維持と質の維持向上も順調である．

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本研究テーマでは特定の連携研究者は設定しないが，微量分析を活用した共同研究依頼をいただいている全ての外部研究者が連携研究者の位置づけをなし，外部からの来訪者ものべ80人を超えており，共同研究への広がりは想定以上に加速しており，受入体制の拡充は次年度以降の課題と言える．研究基盤の維持と質の維持向上も順調であり，研究成果も着実に得ることができている．

Strategy for Future Research Activity

前年度の研究内容を継続発展させ，
(1)分析システムの最適化を継続する．また，高精度の微量炭酸塩安定同位体比分析を維持するため，システムの調整と消耗部品の定期交換をおこなう．開発者が責任をもって維持管理を継続することによって，分析精度の維持とデータに対する信頼保証を与えることができる．
(2)微小領域の炭酸塩安定同位体分析は世界で唯一の分法であり，どのような研究対象であっても全て新しい知見につながる．そのために，分野横断的に新たな研究対象への応用を提言し，共同研究提案には積極的に協力する．浅海性石灰質生物殻や飼育魚類の微小耳石，さらには海水試料などへの応用を試み，新たな絶対環境指標の獲得をめざす．
(3)これまでに新たな共同研究を複数開始しており，特に水産資源管理に関わる共同研究への技術開発や生体試料の安定同位体比分析も試みる．

Research Products

• [Int'l Joint Research] ケンブリッジ大学(英国)
  • Country Name: UNITED KINGDOM
  • Counterpart Institution: ケンブリッジ大学
• [Journal Article] A practical cryogen-free CO2 purification and freezing technique for stable isotope analysis (2017)
  • Author(s): Sakai, S. and Matsuda, S.
  • Journal Title: Analytical Chemistry Volume: 89 Pages: 4409-4412
  • DOI: 10.1021/acs.analchem.7b00544
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Mass occurrence of the enigmatic gastropod Elmira in the Late Cretaceous Sada Limestone seep deposit in southwestern Shikoku, Japan (2016)
  • Author(s): Nobuhara, T., Onda, D., Sato, T., Aosawa, H., Ishimura, T., Ijiri, A., Tsunogai, U., Kikuchi, N., Kondo, Y., Kiel, S.
  • Journal Title: PalZ Volume: 90 Pages: 701-722
  • DOI: 10.1007/s12542-016-0326-4
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Geochemical imprints of genotypic variants of Globigerina bulloides in the Arabian Sea (2016)
  • Author(s): Aleksey, S., Darling, K. F., Ishimura, T., Wade, C. M., Kimoto, K., Singh, A. D., Anand, P., Kroon, D., Jung, S., Ganssen, G., Ganeshram, R., Tsunogai, U., Elderfield, H.
  • Journal Title: Paleoceanography Volume: 31 Pages: 1440-1452
  • DOI: 0.1002/2016PA002947
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Presentation] Stable carbon and oxygen isotopic analysis of microscale fish otolith: applications to archived larval Scomber japonicus (2017)
  • Author(s): Toyoho Ishimura, Hana Shindo, Kozue Nishida, Tomihiko Higuchi, Kotaro Shirai, Shin-ichi Ito, Yasuhiro Kamimura
  • Organizer: OMIX Simposium
  • Place of Presentation: 東京大学
  • Year and Date: 2017-03-16
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Challenges on elucidation of climate variability impacts on living marine resources. OMIX Simposium (2017)
  • Author(s): Shin-Ichi Ito, Tetsuichiro Funamoto, Osamu Shida, Yasuhiro Kamimura, Motomitsu Takahashi, Kotaro Shirai, Tomihiko Higuchi, Kosei Komatsu, Takaaki Yokoi, Tasuya Sakamoto, Chen-ying Guo, Toyoho Ishimura
  • Organizer: OMIX Simposium
  • Place of Presentation: 東京大学
  • Year and Date: 2017-03-16
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Reproducing migration history of Japanese sardine using otolith d18O and a data assimilation model (2017)
  • Author(s): T. Sakamoto, K. Komatsu, K. Shirai, Y. Kamimura, C. Watanabe, A. Kawabata, M. Yoneda, T. Ishimura, T. Higuchi, T. Setou, M. Shimizu
  • Organizer: 2017 Pelagic Symposium
  • Place of Presentation: カナダ・バンクーバー
  • Year and Date: 2017-03-05
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 浮遊性有孔虫１個体からわかる遺伝子・形態・同位体．三要素同時解析の実現 (2017)
  • Author(s): 氏家由利香・木元克典・石村豊穂
  • Organizer: 古生物学会
  • Place of Presentation: 早稲田大学
  • Year and Date: 2017-01-29
• [Presentation] 生物源炭酸塩に記録された生態履歴の高解像度抽出への挑戦:魚類耳石を例として (2017)
  • Author(s): 石村豊穂
  • Organizer: 古生物学会（シンポジウム）
  • Place of Presentation: 早稲田大学
  • Year and Date: 2017-01-27
  • Invited
• [Presentation] カサガイ類の貝殻に記録される年齢形質の比較 (2016)
  • Author(s): 山本大輔・西田 梢・石村豊穂・佐々木猛智
  • Organizer: バイオミネラリゼーションワークショップ
  • Place of Presentation: 東京大学
  • Year and Date: 2016-11-12
• [Presentation] 魚類耳石を用いた高解像度回遊履歴解析の進展 (2016)
  • Author(s): 石村豊穂
  • Organizer: 国立研究開発法人水産研究教育機構・西海ブロック漁海況予報会議・特別講演
  • Place of Presentation: 長崎
  • Year and Date: 2016-10-27
  • Invited
• [Presentation] Reproducing migration history of Japanese sardine using otolith δ18O and a data assimilation model (2016)
  • Author(s): Tatsuya Sakamoto, Kosei Komatsu, Kotaro Shirai, Yasuhiro Kamimura, Chikako Watanabe, Atsushi Kawabata, Michio Yoneda, Toyoho Ishimura, Tomihiko Higuchi, Takashi Setou, Manabu Shimizu
  • Organizer: 大海研-スクリプス合同シンポジウム
  • Place of Presentation: スクリプス海洋研究所究所
  • Year and Date: 2016-10-03
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 「平成27年9月関東・東北豪雨」による沿岸域への淡水流入．海水安定同位体比変動の４ヶ月記録．～その寄与率と時系列変化～ (2016)
  • Author(s): 石村豊穂・添田周吾・大森渓一郎・齋藤伸輔・徳永幸太郎・小藤一弥
  • Organizer: 日本地球化学会
  • Place of Presentation: 大阪市立大学
  • Year and Date: 2016-09-13
• [Presentation] 有孔虫安定同位体組成のバラツキを活かす：海洋環境指標としての信頼性評価とアーカイブ試料の活用 (2016)
  • Author(s): 石村豊穂・長谷川四郎・池原研
  • Organizer: 日本地球化学会
  • Place of Presentation: 大阪市立大学
  • Year and Date: 2016-09-13
• [Presentation] Morphological plasticity and coiling ratio of the planktic foraminifer Muricohedbergella delrioensis across the mid-Cenomanian (2016)
  • Author(s): Kazuyoshi Moriya, Paul A. Wilson, Oliver Friedrich, Jochen Erbacher, Toyoho Ishimura, Eri Takahashi
  • Organizer: International Conference on Paleocceanography 12
  • Place of Presentation: Utrecht, Netherlands
  • Year and Date: 2016-08-29 – 2016-09-02
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Co-occurrence and Metabolic Consequences of Candidate Bacterial Phyla and Anaerobic Methane Oxidizing Archaea in the Deep Crustal Biosphere (2016)
  • Author(s): Ino K, Hernsdorf A, Konno U, Kouduka M, Sunamura M, Hirota A, Togo Y, Ito K, Fukuda A, Iwatsuki T, Mizuno T, Komatsu D, Tsunogai U, Yanagawa K, Ishimura T, Amano Y, Thomas B, Banfield J, Suzuki Y
  • Organizer: GoldSchmidt
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2016-06-26
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Development of a Noble Pretreatment System for the Determination on the Triple Oxygen Isotopes of Dissolved Oxygen (2016)
  • Author(s): Ito M, Sakuma H, Komatsu D, Nakagawa F, Tsunogai U, Ishimura T
  • Organizer: GoldSchmidt
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2016-06-26
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] エストニアの中部オルドビス系：Velise-F97コアの岩相および化学層序 (2016)
  • Author(s): 島塚桃子・磯崎行雄・石川晃・BauertHeikki・Poldvere Anne・鈴木 淳・石村豊穂
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ国際会議場
  • Year and Date: 2016-05-26
• [Presentation] 高知県の後期白亜紀の冷湧水性石灰岩(佐田石灰岩)より巻貝類 Elmira の大量産出 (2016)
  • Author(s): 延原尊美・恩田 大学・佐藤 拓弥・青澤 秀実・石村 豊穂・井尻 暁・角皆 潤・菊池 直樹・近藤 康生・Kiel Steffen
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ国際会議場
  • Year and Date: 2016-05-26
• [Presentation] 北海道の始新統幌内層における湧水活動履歴の復元の試み (2016)
  • Author(s): 延原尊美・白鳥百合子・人見進太郎・石村豊穂・井尻暁
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ国際会議場
  • Year and Date: 2016-05-26
• [Presentation] 始新世浮遊性有孔虫殻における安定同位体比の個体発生変化：現世光共生種との比較 (2016)
  • Author(s): 高木悠花・守屋和佳・石村豊穂
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ国際会議場
  • Year and Date: 2016-05-25
• [Presentation] Reproducing migration history of Japanese sardine using otolith δ18O and a data assmilation model (2016)
  • Author(s): Tatsuya Sakamoto, Kosei Komatsu, Kotaro Shirai, Yasuhiro Kamimura, Chikako Watanabe, Atsushi Kawabata, Michio Yoneda, Toyoho Ishimura, Tomihiko Higuchi, Takashi Setou, Manabu Shimizu
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ国際会議場
  • Year and Date: 2016-05-23
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Co-occurrence and Metabolic Consequences of Candidate Bacterial Phyla and Anaerobic Methane Oxidizing Archaea in the Deep Crustal Biosphere (2016)
  • Author(s): Kohei Ino, Mariko Kouduka, Michinari Sunamura, Katsunori Yanagawa, Toyoho Ishimura, Yohey Suzuki.
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ国際会議場
  • Year and Date: 2016-05-22
• [Presentation] Approach to comprehensive analyses of molecular phylogeny, morphometrics, and geochemistry of planktonic foraminifera (2016)
  • Author(s): Yurika Ujiie, Katsunori Kimoto, Toyoho Ishimura, and Naoko Kishimoto
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ国際会議場
  • Year and Date: 2016-05-22
• [Presentation] 溶存酸素の三酸素同位体組成自動分析手法の開発 (2016)
  • Author(s): 伊藤昌稚・佐久間博基・小松大佑・中川 書子・角皆潤・石村豊穂
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ国際会議場
  • Year and Date: 2016-05-22