固体地球応答モデルを用いた中新世温暖期の南極氷床変動に伴う海水準変動の評価

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K14016
• Research Institution: National Institute of Polar Research
• Principal Investigator: 入江 芳矢 国立極地研究所, 研究教育係, 特任研究員 (30881015)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 中新世温暖期 / 海水準変動 / GIA / 南極

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、中新世温暖期(約1700-1400万年前)におけるローカルな相対的海水準変動を説明できる全球的な氷床量変動を明らかにし、底生有孔虫のδ18O変動との直接比較を可能とすることを目的とする。具体的には、GIAの数値シミュレーションを用いて中新世温暖期における相対的海水準変動を再現し、世界各地のシークエンス層序学に基づく相対的海水準変動の観測データと比較することで、中新世温暖期の氷床変動史を復元する。
当該年度はGIAの数値シミュレーションについて、これまでに開発したプログラムを基に、 約1700-1400万年前の相対的海水準変動を再現できるように最適化を行った。本研究では、数百万年間という長期間を効率的に計算する必要があるため、計算コードの高速化を図った。また、GIAの数値シミュレーションに必要な入力値であるマントル粘性率構造について特定のパラメータを採用したとき、数百万年間という長期間を数値シミュレーションすると数値的に不安定が生じるという問題を解決した。不安定が生じる原因は主に上部マントル(深さ670 kmまでの領域)における密度構造によることを明らかにした。上部マントルの密度構造を修正することで、結果を大きく変えることなく、長期間に渡って安定的に数値シミュレーション可能となった。改良したコードを用いて、中新世温暖期の相対的海水準変動の再現し、氷床変動史について広範囲なパラメータ領域で数値シミュレーションを展開する準備を進めている。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

当該年度についての研究計画は、GIAの数値シミュレーションを用いて中新世温暖期の相対的海水準変動の再現し、氷床変動史について広範囲なパラメータ領域で計算を展開することを目標としていた。しかし、計算コードを開発する上で、GIAの数値シミュレーションに必要な入力値であるマントル粘性率構造について特定のパラメータを採用したとき、数百万年間という長期間を数値シミュレーションすると数値的に不安定が生じるという問題が生じた。この問題の解決に時間を要したため、当初計画していたGIAの数値シミュレーションの実施がやや遅れている。

Strategy for Future Research Activity

GIAの数値シミュレーションを用いた中新世温暖期の相対的海水準変動の再現し、氷床変動史について広範囲なパラメータ領域で計算を展開する。並行して、シークエンス層序学に基づく相対的海水準変動のデータベース構築に着手する。

Causes of Carryover

計算コードの開発が遅れ広範囲に渡るパラメータ領域での計算を実施できなかったため、当該年度に予定していた計算機の購入を次年度に見送った。さらに、当該年度に参加予定であった学会に参加できなかったため、次年度の学会参加の旅費および諸経費として使用する。