2019 Fiscal Year Annual Research Report
氷期－間氷期における北太平洋亜熱帯モード水の挙動とその役割
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19H04251
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
高柳 栄子 東北大学, 理学研究科, 助教 (40729208)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
井龍 康文 東北大学, 理学研究科, 教授 (00250671)
横山 祐典 東京大学, 大気海洋研究所, 教授 (10359648)
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)
石川 剛志 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 高知コア研究所, 研究所長 (30270979)
板木 拓也 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 地質調査総合センター, 主任研究員 (30509724)
若木 重行 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 高知コア研究所, 技術研究員 (50548188)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 北太平洋亜熱帯モード水 / 氷期 / 間氷期 / 琉球列島 / 腕足動物 / 炭素同位体比 / 酸素同位体比 / 古海洋環境復元 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
過去の亜熱帯モード水の分布・物理・化学的性質を再現性高く復元するためには，現在の亜熱帯モード水影響下の現生生物・準化石の群集組成・地球化学データと実際の海洋観測データおよび水塊構造を比較し，亜熱帯モード水の分布・組成を定量的に評価できる手法を作成し，それを化石試料に応用する必要がある．2019年度は，（1）亜熱帯モード水の物理・化学的性質（水温・塩分・溶存酸素濃度など）および（2）その分布を定量的に評価するための手法を検討・確立した．具体的には，琉球列島周辺より採取された腕足動物の現生・準化石試料の化学組成（炭素・酸素同位体比など）と海洋観測データ・海水の化学組成との比較から，亜熱帯モード水の物理・化学的性質（水温・塩分・溶存酸素濃度など）を復元する手法を確立するための基礎的研究を実施した．その結果，腕足動物（Basiliola lucida）の合弁試料の腹殻・背殻より得られた炭素・酸素同位体比の差異は十分に小さいことから，離弁試料で背殻のみが採取されている場合でも，古環境復元を行うための研究試料として利用できることが確認できた．また，殻を6つの部位に分け，腹殻・背殻の各部位および殻全体の炭素・酸素同位体比を検討した．その結果，B. lucidaの部位3～6と殻全体より得られた試料が高い確度・精度で海水の溶存無機炭素の炭素同位体比を反映しており，古海洋環境の復元に適していることが明らかになった．B. lucidaの酸素同位体比は，部位ごとの値の違いがほとんどなく，殻の一部分を分析に用いても殻全体の値を反映していることが明らかになった．以上の知見を総合し，準化石試料が1）合弁試料，2）離弁試料，3）破片試料だった場合に分けて，B. lucida殻をそれそれサンプリングする方法を確立することができた．
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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
琉球列島周辺より採取された腕足動物Basiliola lucidaの準化石には，合弁試料，離弁試料，破片試料があり，それらを本研究でどのように使用していくのかが第一の課題であった．そこで，B. lucidaの生体試料を用い，同殻の炭素・酸素同位体比と海洋環境データ・海水の化学組成との比較を行うことで，試料の保存状態を場合分けしてサンプリング方法を検討・確立することができた．また，確立させた手法を放射性炭素年代の結果で「現生（modern）」とされた試料に応用し，同試料から復元される海洋環境がどの程度正確か（再現性）について検討した結果，とても高い確度・精度で生息域周辺の水温・塩分および溶存無機炭素濃度を復元できることが確認できた．よって，2019年度に得られた知見を，2020年度にB. lucidaの準化石に応用することで，北太平洋亜熱帯モード水の物理・化学的性質の時間変化を精度よく復元できると期待される．また，試料の放射性炭素年代測定および他の環境指標の検討も順調に進んでおり，同モード水の組成変化を多角的に検討できると考えられる．
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| Strategy for Future Research Activity |
2019年度に確立した合弁試料，離弁試料，破片試料それぞれの場合のサンプリング方法を，実際のBasiliola lucida準化石に応用する．そして，得られた粉末試料の炭素・酸素同位体比を分析し，最終氷期～現在における北太平洋亜熱帯モード水の水温・塩分および溶存無機炭素濃度の時間変化を詳細に復元する．また2019年度の検討結果から，本研究を今後より発展させていくためには，温度の独立指標を用いた水温の復元と他の地球化学的手法による海水のpHの復元が必要不可欠であることが明らかになった．そこで2020年度は，同B. lucida試料および用いた表層堆積物中に含まれる他の炭酸塩生物化石（底生有孔虫など）の微量金属元素濃度および他の同位体比から，水温・pHをそれぞれ独立して復元する手法の検討と，同手法の化石への応用も並行させて実施する．そして最終的に，最終氷期～現在における北太平洋亜熱帯モード水の基本物理量（水温・塩分）と炭酸系の時間変化を詳細に描き出す．
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[Journal Article] Carbon and oxygen isotope records of Tridacna squamosa shells from two different latitudes in the Ryukyu Islands2020
Author(s)
Kodak, S., Takayanagi, H., Yoshii, K., Ha, T. T. N., Asami, R., Abe, O., and Iryu, Y.
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Journal Title
Paleontological Research
Volume: －
Pages: －
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] Trace element concentrations of sub-tropical modern brachiopod Basiliola lucida collected off Okinawa-jima, Japan2019
Author(s)
Takayanagi, H., Tochigi, T., Asami, R., Shinjo, R., Itaki, T., Iryu, Y.
Organizer
JpGU 2019
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[Presentation] Inter-specific variations in trace element concentrations of modern brachiopod shells collected from Otsuchi Bay, Japan2019
Author(s)
Nishio, T., Takayanagi, H., Asami, R., Shinjo, R., Yamamoto, K., Iryu, Y.
Organizer
JpGU 2019
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[Presentation] Oxygen isotope ratio of fossil Crenomytilus grayanus from the lower Miocene Akeyo Formation of the Mizunami Group2019
Author(s)
Nakamura, W., Oji, T., Hayashi, S., Ando, Y., Takayanagi, H., and Iryu, Y.
Organizer
The 2019 Annual Meeting, The Palaeontological Society of Japan
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[Presentation] Sclerochronology and stable isotope records (δ18O) of Lower Jurassic lithiotid bivalves from the Trento Platform (Southern Alps, Italy)2019
Author(s)
Brandolese, V., Takayanagi, H., Bassi, D., Ha, T. T. N., Iryu, Y., Posenato, R.
Organizer
5th International Sclerochronology Conference
Int'l Joint Research
