2019 Fiscal Year Annual Research Report
Reorganization of prehistorical structure of calendar age and evaluation of climate change effect in Japanese archipelago using tree ring oxygen isotope ratios
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17H06118
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
中塚 武 名古屋大学, 環境学研究科, 教授 (60242880)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
木村 勝彦 福島大学, 共生システム理工学類, 教授 (70292448)
箱崎 真隆 国立歴史民俗博物館, 大学共同利用機関等の部局等, 研究員 (30634414)
佐野 雅規 早稲田大学, 人間科学学術院, 講師(任期付) (60584901)
藤尾 慎一郎 国立歴史民俗博物館, 大学共同利用機関等の部局等, 教授 (30190010)
小林 謙一 中央大学, 文学部, 教授 (80303296)
若林 邦彦 同志社大学, 歴史資料館, 教授 (10411076)
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| Project Period (FY) |
2017-05-31 – 2022-03-31
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| Keywords | 年輪年代法 / 酸素同位体比 / セルロース / 土器型式 / 日本列島 / 水素同位体比 / 年層内変化 / 先史時代 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
全国の埋蔵文化財調査機関と協力して、１）日本における年輪セルロース酸素同位体比の標準年輪曲線の時空間的な拡張と気候変動の精密復元を行い、２）酸素同位体比年輪年代法による大量の出土材の年輪年代測定を進めることで、全国の遺跡・遺物や土器型式をはじめとした考古事物全般に暦年代を系統的に導入すると共に、３）気候変動との関係を含む日本の先史時代像全体に対する年代論的な再検討を行ってきた。同時に酸素同位体比年輪年代法に多くの研究者・技術者の協力を得るために、４）その標準年輪曲線を公開し、５）全国の自治体関係機関及び民間分析会社に同技術一式の移転を図り、埋蔵文化財調査において同法を持続的に活用して行ける体制の構築を進めてきた。１）については、日本列島各地で過去五千年間に及ぶデータを構築し、特に中部日本ではセルロースの酸素と水素の同位体比を組合せることで、酸素同位体比に含まれる樹齢効果を消去して、数年から数千年までのあらゆる周期の気候変動をシームレスに復元することに世界で初めて成功した（Nakatsuka et al., 2020 Climate of the Past誌）。２）では、奈良県新堂遺跡のように大量の土器と木材が一括して出土した遺跡を対象に、土器型式と年輪年代の詳細な照合を進め、土器型式に10年単位の年代を賦与することに成功した。３）については、先史時代の気候と社会の関係について総合的に俯瞰する編著を出版した（中塚・若林・樋上編「先史・古代の気候と社会変化」臨川書店）。４）では、世界中の誰もがデータを参照できるように、米国大気海洋局NOAAの古気候データベースに中部日本の過去2600年間の年輪酸素同位体比の標準年輪曲線のデータをアップロードした。５）については、全国の自治体の発掘関係者を主な対象に、酸素同位体比年輪年代法の講習会を複数回開催すると共に、図書の刊行を進めた。
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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
年輪から気候の変動を復元する際に、年輪に含まれる長期の樹齢効果をいかに排除して短周期のみならず長周期の気候変動をいかに正確に復元できるかは、根本的な課題であり、これまでは必ずしも信頼できる方法がなかった。本研究では年輪セルロースの酸素と水素の同位体比が、気候変動に対しては正相関、樹齢効果に対して逆相関で変動することに着目して、セルロースの酸素と水素の同位体比を組み合わせた連立方程式を解くことで、樹齢効果を排除し気候変動のみを復元する手法を理論化し、中部日本の過去2600年間のデータに応用することで、日本史の各時代の史資料や日本と世界のさまざまな古気候データと対比可能な短～長周期のシームレスな気候変動の復元に成功した。その結果の信頼性は、さまざまな時代の歴史学・考古学の史資料との照合により検証され、刊本として公開されると共に、「数十年周期の気候変動が社会に及ぼす影響」などの従来の気候史の研究では見過ごされてきた、さまざまな新しい研究課題を歴史学・考古学に対して提起しつつある。一方で、酸素同位体比年輪年代法に残された最大の課題は、遺跡出土材の大部分を占める小径木の年代決定をいかに進めるかということであったが、この面でも酸素同位体比を年単位だけではなく、その年層内変動（季節変化）のレベルまで明らかにして、比較すべき情報量を飛躍的に増大させることに成功してきた。具体的には、弥生・古墳遷移期などの暦年代観が定まっていない重要な時期を対象に、さまざまな樹種の年輪セルロース酸素同位体比の年層内変動の分析を進め、日本の木材の場合、降水量や相対湿度の季節進行を反映して酸素同位体比は年層の前半で高く後半で低くなるが、その季節変化の振幅は年ごとに大きく変化して、それ自体が新しい年代決定の指標になることを発見した。このように、当初の予定を大きく越える研究成果を挙げつつある。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究課題では、3つの研究班（①クロノロジー構築班、②年輪年代測定班、③土器編年対応班）と１つの総括班が互いに連携しながら研究を進めてきた。それぞれ当初の予想通りの（予想を越える）成果が得られており、今後もこれまで通りの方針に従いつつ、以下のように研究を進める。①クロノロジー構築班では、考古学者からの年輪年代決定への要請が特に高い14C の「2400 年問題」に対応する、弥生早期・前期等のデータの拡充を進めると共に、年層内変動データベースを弥生・古墳遷移期や古墳後期などの気候変動が激しく社会の変化も大きな時代を対象に先行して整備する。②年輪年代測定班では、土器と木材が一括して出土した重要遺跡を中心に、幅広く遺跡出土材の年代決定を進めるとともに、官民への技術移転のための連続講習会を新型コロナ感染防止に留意しながら実施し、技術普及のための図書の刊行も進める。③土器編年対応班では、重要な型式の土器と木材が一括性の高い状態で出土している弥生後期～古墳中期のいくつかの遺跡（特に、庄内式期の小路遺跡、布留０式期の纒向遺跡、初期須恵器の新堂遺跡）について、これまでの研究成果を慎重に検討し、必要に応じて年輪年代測定班と協力して更なる出土材資料の収集と分析にも取り組み、土器型式の暦年代化の検討結果を、学会発表、報告書作成、論文出版などの形で発表していく。総括班では、新しく得られた気候復元と年代決定の成果を、考古学・歴史学の関係者に広く発信し、その活用を促進するために、論文や著書の出版、データベースの公開をさらに続ける。併行して「気候・生産・備蓄・人口」の関係に関する動的モデルの構築とその先史時代への応用や、遺跡・地域ごとの「木器の年別出現ヒストグラム」などの新しい定量的な先史時代の人間活動指標の開発などを通じて、先史時代の社会像を高精度化するための最先端の研究にも取り組む。
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[Presentation] Periodically enhanced multi-decadal tree-ring δ18O variations in central Japan and their implication for East Asian 2600-year history2019
Author(s)
Takeshi Nakatsuka, Masaki Sano, Zhen Li, Tsukasa Mizutani, Chenxi Xu, Akane Tsushima, Kenjiro Sho, Keiko Ohnishi, Minoru Sakamoto, Hiromasa Ozaki, Noboru Higami, Nanae Nakao, Misao Yokoyama, and Takumi Mitsutani
Organizer
The 6th Asian Dendrochronology Conference
Int'l Joint Research / Invited
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