気候変動に対する風化フィードバックの再検証：氷床形成の影響

2023 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 21H01204
• Research Institution: Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology
• Principal Investigator: 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(生物地球化学センター), 副主任研究員 (90710070)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 風化 / 氷河 / 堆積物

Outline of Annual Research Achievements

本研究は氷河性の侵食・風化作用を被った堆積物試料に含まれる陸源物質の化学分析から，気候変動と氷床形成に対するケイ酸塩鉱物の風化強度の時系列変化を捉え，気候の寒冷・温暖サイクルと岩石分解反応の効率の関係性を解明することを目的としている。氷河が形成され，新鮮な岩石が削剥されることで非常に細粒な砕屑物が生産される。細粒鉱物は非常に高い反応性をもち溶解が迅速に進行する。ケイ酸塩岩の化学風化によって生産された溶質が海洋に運搬され，海洋生物の石灰化反応によって炭素が海底に固定されることで効率的な二酸化炭素の除去に寄与することが予想される。堆積物試料は炭酸塩，ケイ酸塩，マンガン酸化物など多様な成分の混合物であるため，これらを化学試薬によって段階的に抽出する必要がある。今年度の成果として，ニュージーランド沖と南大洋の海洋堆積物から，交換性イオン・炭酸カルシウム・ドロマイト・ケイ酸塩の4つの異なる化学画分を抽出し，それぞれの金属濃度から古海洋環境や鉱物の風化強度の情報を抽出した。本試料は過去100万年間と3400万年前の風化強度の履歴を記録しており，氷床の発達に伴う風化物質の供給量と変質鉱物量の変化を伴うため，岩石の溶解反応がより効率的に進んでいたことがわかった。ニュージーランド堆積物は化学風化の気候変動への応答は数万年スケールで進行する氷期-間氷期変動よりも長期的な変動を示しており，数十万年の時間スケールで効率的な地球表層の炭素消費に寄与したと考えられる。

Research Progress Status

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Historical trend of polycyclic aromatic hydrocarbons in a sediment core from Osaka Bay (2024)
  • Author(s): Nitzsche, K.N., Ishikawa, N.F., Yoshimura, T., Kajita, H., Ogawa, N.O., Kawahata, H., Yokoyama, Y. and Ohkouchi, N.
  • Journal Title: Holocene Volume: - Pages: -
  • DOI: 10.1177/09596836241236320
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Carbonate associated sulphate extraction method using weakly acidic cation exchange resins (2024)
  • Author(s): Kochi, T., Yoshimura, T., Ogawa, N.O., Ohkouchi, N. and Kuroda, J.
  • Journal Title: Geostandards and Geoanalytical Research Volume: 48 Pages: 77-89
  • DOI: 10.1111/ggr.12536
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Chemical evolution of primordial salts and organic sulfur molecules in the asteroid 162173 Ryugu (2023)
  • Author(s): Yoshimura, T., Takano, Y., Naraoka, H., Koga, T., Araoka, D., Ogawa, N.O, Sakai, S., Yamaguchi, M., Suzuki, T., Yokoyama, T., Yurimoto, H., et al.
  • Journal Title: Nature Communications Volume: 14 Pages: 5284
  • DOI: 10.1038/s41467-023-40871-0
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Mn-carbonate deposition in a seafloor hydrothermal system (CLAM field, Iheya Ridge, Okinawa Trough): Insights from mineralogy, geochemistry and isotope studies (2023)
  • Author(s): Dekov, V.M., Yasuda, K., Kamenov, G., Yasukawa, K., Guguen, B., Kano, A., Yoshimura, T., Yamanaka, T., Bindi, L., Okumura, T., Koski, R.A. Asael, D., Araoka, D. and Kato, Y.
  • Journal Title: Marine Geology Volume: 460 Pages: 107055
  • DOI: 10.1016/j.margeo.2023.107055
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Lithium isotope systematics of methane-seep carbonates as an archive of fluid origins and flow rates (2023)
  • Author(s): Miyajima, Y., Araoka, D., Yoshimura, T., Ota, Y., Suzuki, A., Yoshioka, H., Suzumura, M., Smrzka, D., Peckmann, J. and Bohrmann, G.
  • Journal Title: Geochimica et Cosmochimica Acta Volume: 361 Pages: 152-170
  • DOI: 10.1016/j.gca.2023.10.022
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Geothermal input significantly influences riverine and oceanic boron budgets (2023)
  • Author(s): Xiao, J., Zhao, Z., Bochez, J., Ma, X., Pogge von Strandmann, P.A.E., Araoka, D., Yoshimura, T., Hossain, H.M.Z., Kawahata, H. and Jin, Z.
  • Journal Title: Earth and Planetary Science Letters Volume: 621 Pages: 118397
  • DOI: 10.1016/j.epsl.2023.118397
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Presentation] The impact of Antarctic ice sheet expansion (ca. 34 Ma) on silicate weathering, erosion and the carbon cycle: insights from Li and Mg isotopes (2023)
  • Author(s): Adam David Sproson, Toshihiro Yoshimura, Shigeyuki Wakaki, Takahiro Aze, Tsuyoshi Ishikawa, Yusuke Yokoyama and Naohiko Ohkouchi
  • Organizer: Goldschmidt Conference 2023
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Insights into fluid sources and flow rates from lithium isotope composition of methane-seep carbonates (2023)
  • Author(s): Yusuke Miyajima, Daisuke Araoka, Toshihiro Yoshimura, Yuki Ota, Atsushi Suzuki, Hideyoshi Yoshioka, Masahiro Suzumura, Daniel Smrzka, Jorn Peckmann and Gerhard Bohrmann
  • Organizer: Goldschmidt Conference 2023
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Seven million year record of multiple geochemical proxies of planktonic foraminifera shells collected from marine sediment core (IODP Exp.361 Site U1476) after removal of clay and boron-specific contamination influences (2023)
  • Author(s): Kaoru Kubota, Tsuyoshi Ishikawa, Toshihiro Yoshimura, Katsunori Kimoto, Qing Chang, Minoru Ikehara, Yusuke Yokoyama, Francisco J. Jimenez-Espejo, Sidney R Hemming, Stephen Barker and Ian R. Hall
  • Organizer: Goldschmidt Conference 2023
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 宝石サンゴのカルサイト骨格における Sr 安定同 位体(88Sr/86Sr)分別 (2023)
  • Author(s): 吉村寿紘、若木重行、岩崎望、石川剛志、大河内直彦
  • Organizer: 地球化学会年会
• [Presentation] 蒸発実験とシチリア島塩田から採取した石膏および塩水試料を用いた石膏形成時の硫黄同位体分別の推定 (2023)
  • Author(s): 古知 武、黒田 潤一郎、小川 奈々子、吉村 寿紘、大河内 直彦
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2023年大会