2023 Fiscal Year Annual Research Report

窒素同位体モデルを用いた新たな古海洋窒素サイクル解析手法の確立

Research Project

Project/Area Number	19K22917
Research Institution	Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology
Principal Investigator	吉川知里国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海洋機能利用部門(生物地球化学センター), 副主任研究員 (40435839)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	重光雅仁国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球環境部門(海洋観測研究センター), 研究員 (20511695) 山本彬友国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球環境部門(環境変動予測研究センター), 特任研究員 (30794680)
Project Period (FY)	2019-06-28 – 2024-03-31
Keywords	窒素同位体比 / 古海洋 / 窒素同位体モデル
Outline of Annual Research Achievements	海洋表層水中の硝酸濃度は、海洋の一次生産を決める主要な要因である。それゆえ、海洋全体の生物生産量を決める要因であるとともに、海洋の炭素サイクルを駆動するエンジンである。したがって過去の海洋変動を理解する古海洋学にとって、海洋表層の窒素循環は長らく研究の本丸と見なされてきた。この重要な地球環境要素を復元するため、海底堆積物に含まれる全窒素の窒素同位体比がこれまでプロキシ（代替指標）として用いられてきた。しかし、窒素同位体比の解釈は単純ではなく、海洋表層の一次生産者の窒素同位体比は、大きく分けると３つの要因によって決まる。つまり、窒素同位体比記録の解釈には複数の可能性が生じるため、その海域の特性に応じた解析が必要となる。そこで本研究では、窒素同位体モデルを用いて、海域特性に応じた窒素同位体比記録の解析手法を提示する。本研究では、全球海洋窒素同位体モデルによる現在と氷期の窒素同位体比分布を作製した。現在気候の窒素同位体比分布については、西部北太平洋海域について詳細な解析を行い論文化した。本解析では、ベーリング海峡周辺海域では堆積物中の脱窒と不完全な硝化によって、混合水域では高い硝酸利用効率によって、それぞれ高い窒素同位体比をを示すことが明らかになった。また、亜寒帯海域では鉄律速による低い硝酸利用効率によって、亜熱帯海域では窒素固定によって、それぞれ低い窒素同位体比を示すことが明らかになった。また、全球海洋窒素同位体モデルを用いて最終氷期の実験を行い、現在気候の窒素同位体比分布との比較を行った。