2023 Fiscal Year Annual Research Report
Study on a huge collapse of the Antarctic Ice Sheet during past warmer periods: New insights from Pb isotope analysis
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21H04924
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| Research Institution | University of Toyama |
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Principal Investigator |
堀川 恵司 富山大学, 学術研究部理学系, 教授 (40467858)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
淺原 良浩 名古屋大学, 環境学研究科, 准教授 (10281065)
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, 研究グループ長 (30509724)
岩井 雅夫 高知大学, 教育研究部自然科学系理工学部門, 教授 (90274357)
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| Project Period (FY) |
2021-04-05 – 2025-03-31
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| Keywords | 西南極氷床 / 鮮新世 / 温暖化 / 鉛同位体比 / 氷床融解 / 砕屑物の起源解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
300-500万年前の鮮新世温暖期は，全球の平均気温が現在よりも4度程度高く，海水準は10-23mほど高かったことから，南極氷床が大規模に融解していたと考えられている。もし，この推定が正しければ，現在起こっている温暖化においても，同等規模の氷床融解が起こり，海水準の上昇によって社会や経済に大きな影響が生じる可能性がある。このような氷床融解に伴う社会への影響を最小限にするためには，温暖化対策が必要になるが，対策の根拠になる温暖化時の氷床融解の規模・タイミングについて地質学的データからの裏付けが乏しい。そこで，本研究では，2019年に実施されたIODP379次航海で採取された西南極アムンゼン湾沖の海底堆積物と西南極沿岸の海底堆積物，西南極基盤岩岩石のSr-Nd-Pb同位体比の分析を行い，鮮新世温暖期に西南極氷床がどの程度融解していたかを解析してきた。これまでに，米国の氷床モデルの研究者や英国の研究者と密な連携のもと研究を大きく展開し，西南極大陸基盤岩のSr-Nd-Pb同位体比マップ(100地点，300測定)と南極大陸縁辺域表層堆積物のSr-Nd-Pb同位体比マップ(42地点)を作成し，さらにアムンゼン湾沖U1532コアのSr-Nd-Pb同位体比データ(300測定以上)を分析した。得られた同位体比データと氷床モデルによる氷床動態の解析から，鮮新世の西南極氷床についてかなり詳細な変動像が明らかになってきた。現在，これまでの成果をまとめた論文を米英の共同研究者と執筆しており，最終年度である令和6年度には論文公表を行う。また，当初の研究計画の研究項目の1つとしていたカリ長石の鉛同位体比についても有望な研究成果を得ており，砕屑物およびカリ長石を対象とした同位体データによって，鮮新世温暖期の西南極氷床の融解状況について国際的にインパクトの大きい研究成果を既に得ている。
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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
西南極域ではこれまでにない氷期―間氷期の時間解像度でSr-Nd-Pbといった3つの同位体トレーサーによる砕屑物の起源解析を行った。
これまでデータがなかった西南極大陸沿岸域から内陸部にかけての基盤岩と西南極縁辺域の表層堆積物のSr-Nd-Pb同位体マップを作成した。
これらのデータをもとに，鮮新世の氷期および間氷期の砕屑物の起源域の変化を詳細に解析し，氷床モデルによる解析と合わせて，氷期ー間氷期スケールでの西南極氷床の前進・後退の時空間的変化を初めて明らかにした。
特に，氷期においてはGohl et al (2021,代表者も共著)らの地震波データで示されたように，温暖な鮮新世においても西南極氷床が陸棚縁辺まで大きく拡大していたことが同位体比データからも裏付けられた。一方，特定の間氷期に限って，西南極氷床が大きく後退していたことが明らかになった。比較的温暖な鮮新世温暖期では，南極氷床が後退する時期が長期間続いていたと考えられていたが，実際には西南極氷床は氷床が空間的に拡大している状態が安定的な動態であることがわかった。このような安定的な状態から，何らかの要因が重なることで，西南極氷床の大規模な内陸後退が繰り返し短期間で生じていることがわかってきた。現在までに得られているデータ量と西南極氷床の動態の理解は，当初の計画を大きく超えるものである。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和6年度中に，これまでの研究成果であるU1532コアの砕屑物Sr-Nd-Pb同位体データに関する論文とカリ長石鉛同位体比に関する基礎研究の論文を公表する。
アムンゼン沖試料に見られる大規模融解イベントをロス海やウィルクスランド沖試料についても追跡し，融解イベントの連動性・地域性について詳細に解析する。
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