Ultra-high precision Sr isotope analysis for Sr isotope stratigraphy of quaternary samples

2020 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 18K03814
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 17040:Solid earth sciences-related
• Research Institution: Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology
• Principal Investigator: WAKAKI Shigeyuki 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 超先鋭研究開発部門(高知コア研究所), 研究員 (50548188)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 若木 仁美 高知大学, 海洋コア総合研究センター, 短期研究員 (20817043) ; 高柳 栄子 東北大学, 理学研究科, 助教 (40729208) ; 吉村 寿紘 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海洋機能利用部門(生物地球化学プログラム), 研究員 (90710070)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: ストロンチウム同位体層序 / 第四紀 / 堆積年代決定 / 高精度同位体分析 / 海洋底掘削コア

Outline of Final Research Achievements

Sr isotope stratigraphy is widely used to determine sedimentation ages of marine sediments and carbonates. However, dating of quaternary samples by this method was difficult so far because the precision of the 87Sr/86Sr ratio measurement was insufficient to distinguish the very small 87Sr/86Sr variation of the seawater during this period. To resolve this technical bottleneck problem, we developed method for an ultra-high precision analysis of 87Sr/86Sr ratio using dynamic-multicollection thermal ionization mass spectrometry. The long-term analytical reproducibility of 87Sr/86Sr ratio achieved in this study was 2 ppm (2RSD). This analytical precision is sufficient to discriminate between 100 ky cycle of glacial-interglacial periods of the quaternary era. Analysis of foraminifera samples separated from oceanic drilling cores suggested that the current seawater Sr isotopic evolution curve may contain very small systematic errors in the quaternary part.

Free Research Field

同位体地球化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究ではSr同位体層序を用いた第四紀の不連続な地層に対する年代決定の実現に向けた技術的革新を達成した。近年、国際深海科学掘削計画（IODP）で多くの掘削が行われているアクティブなプレート収束帯では、海洋底堆積物に大小様々の断層など地殻変動に由来する不整合が普遍的に存在する。今後Sr同位体層序を用いた第四紀の堆積年代決定が実現すれば、断層などの存在による堆積物の不連続性を証明する強力なツールとして、変動地形の活動度評価など地殻変動・防災に関する研究にも応用が期待される