2018 Fiscal Year Annual Research Report
Biogeochemical linkage in the polar - subarctic region via sea ice melting water
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17H00775
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
西岡 純 北海道大学, 低温科学研究所, 准教授 (90371533)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
黒田 寛 国立研究開発法人水産研究・教育機構, 北海道区水産研究所, 主任研究員 (30531107)
鈴木 光次 北海道大学, 地球環境科学研究院, 教授 (40283452)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 沿岸親潮 / 海氷・海氷融解水 / オホーツク海・東サハリン海流 / 栄養物質循環 / 鉄・マンガン・カドミウム / 西部ベーリング海・北極海 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
親潮域における低温・低塩水で特徴付けられる沿岸親潮水の鉄、栄養塩、酸素同位体の表層水平マッピングの結果を解析し、冬季海氷域のオホーツク海で解析したデータと比較した。東サハリン海流の塩分－酸素同位体プロットから得られる酸素同位体比のエンドメンバーの値は、アムール川など寒冷地起源の天水の値を持つことから、冬季に大陸河川の影響を受けた海水が冷やされて東サハリン海流が形成されていることが示された。また、沿岸親潮水の塩分－酸素同位体プロットから、鉄や硝酸などの栄養物質に富む沿岸親潮水は、オホーツク海の海氷生成時に形成される極低温の水塊となる東サハリン海流と、海氷の融解水の混合水で形成されていることが示された。
海氷中に微量金属元素（鉄、マンガン、カドミウム）が取り込まれるメカニズムを明らかにするため、北極海の定着氷から採取されたアイスコア試料と、海洋表層に浮いているドリフトアイス試料の金属元素の氷内の分布や存在状態を比較した。その結果、定着氷では海氷内環境が還元的になる部分があり、鉄やマンガンなどが還元され溶解することが示された。一方ドリフトアイスは酸素の豊富な海水の出入りが多いため、酸化物粒子態の金属元素が多く含まれていることが明らかとなった。
西部ベーリング海と北極海入り口のベーリング海峡の栄養物質を介した繋がりを明らかにするためにロシア船を用いた観測航海を実施した。この航海では、栄養物質や植物プランクトンなど生物地球化学パラメータと乱流や海洋循環に関わる物理パラメータの観測が行われた。その後サンプルなどは陸上に持ち帰り、化学分析に供された。
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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
本研究で計画していた２つの研究対象、（１）季節海氷域であるオホーツク海と隣接する亜寒帯太平洋親潮海域リンケージ、２）季節海氷域である北西部ベーリング海と亜寒帯太平洋東カムチャツカ海流域のリンケージについて、これまでに計画どおりロシアとの共同観測を含めて研究が進められた。また、これらの観測によって、海氷の融解水を介した鉄や栄養物質の循環が、極域と亜寒帯域をどのように繋げているのかについて生物化学および海洋物理的な情報を集めることができた。現時点までのデータの解析の結果、１）オホーツク海の海氷の融解水が沿岸親潮水の形成に大きく影響し、鉄など微量栄養物質を供給して、大規模な春季植物プランクトンブルームを形成する要因となっていること、２）海氷にどのように鉄など微量栄養物室がとりこまれているのかそのメカニズムなどが明らかになっている。これらの成果を鑑み、計画は順調に進展していると判断できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は2018年にロシア船を用いて実施したアナディル湾から北極海入り口のベーリング海峡にかけて取得した栄養塩と水塊構造のデータを解析し、西部ベーリング海と北極海入り口のベーリング海峡の栄養物質を介した繋がりについて研究を進める。また、ホーツク海の海氷が日本周辺の春季ブルーム及ぼす影響を対象とした研究については、海氷内に取り込まれる粒子態の鉄分が、海氷の融解にともなって海水中に放出された際にどのような化学形態になり、植物プランクトンに利用されるのかどうかを明らかにする。沿岸親潮水に含まれる海氷融解水の含有量の経年的な変動を時系列な観測データを整理することで明らかにしていく。さらに、海氷の融解水が植物プランクトン生理に与える影響を実験的に調べる。
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[Journal Article] Responses of phytoplankton assemblages to iron availability and mixing water masses during the spring bloom in the Oyashio region, NW Pacific2019
Author(s)
Isada, T., A. Hattori-Saito, H. Saito, Y. Kondo, J. Nishioka, K. Kuma, H. Hattori, R. M. L. McKay, and K. Suzuki
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Journal Title
Limnol. Oceanogr.
Volume: 64
Pages: 197-216
DOI
Peer Reviewed
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