2022 Fiscal Year Annual Research Report
Acceleration of ocean acidification due to shutdown of winter CO2 efflux in the subarctic western North Pacific Ocean
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20H04349
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology |
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Principal Investigator |
脇田 昌英 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球環境部門(むつ研究所), 副主任研究員 (30415989)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
内田 裕 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), 主任研究員 (00359150)
永野 憲 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球環境部門(大気海洋相互作用研究センター), 主任研究員 (40421888)
中野 善之 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 研究プラットフォーム運用開発部門, 副主任研究員 (20566103)
木元 克典 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球環境部門(地球表層システム研究センター), グループリーダー代理 (40359162)
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)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 海洋環境変動 / 海洋酸性化 / 海洋環境評価 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
高生物生産力と水産資源を誇る西部北太平洋亜寒帯域は、ここ数年以内に冬季二酸化炭素の大気放出の停止により、海洋酸性化が加速し、炭酸カルシウムが溶解する未飽和状態になることが予想され、生物への影響も必至である。そのため、酸性化の加速と生物への影響を明らかにし、将来の社会発展予測シナリオに基いた酸性化進行と生物影響の予測を行う。2022年度は以下を実施した。
1．MR22-03航海（2023年7月～8月）で、観測点K2で得られた試料と回収されたハイブリッド係留系に搭載した時系列自動採水器で得られた試料を分析し、加えて、係留系のCTD・酸素・紫外蛍光光度センサー、多層流向流量計等で得られたデータを解析した。加えて、1997年～2020年までのK2/KNOTの炭酸系等の観測データを更新し、JAMSTEC Data CatalogueでWeb公開した。
2．近年、冬季混合層のpH・Ω低下が加速し、酸性化が促進しており、その原因は冬季混合層下でのDIC拡散フラックスの増加で、昨年度公表した論文を支持していた。また、近年の酸性化進行下での生物への影響として、石灰化は経年変化がなく、生物群集生産は春から秋にかけて年々低下と示唆され、学会等で発表した。
3．西部亜寒帯循環域の酸性化について、パンフレットやJAMSTEC地球環境部門Webページで紹介した。
4．炭酸系サンプルの生物活動固定に用いる塩化水銀の代用として、深紫外線面光源を使った採水用殺菌装置を開発し、その効果を昨年度航海で検証した結果を学会等で発表した。
5．炭酸カルシウム殻の生成生物の弱化を直接評価するため、2023年7月～8月に翼足類を採取し、MCXT装置による骨格密度を測定した。その結果、表層低pH環境の冬季の翼足類の殻密度と同様であることを確認した。
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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
今年度の航海で採取された試料（海水・生物）の分析ができた点、近年、冬季混合層のpH・炭酸カルシウム飽和度Ωが急速に低下し、酸性化促進を確認した点、溶存化学成分（溶存無機炭素、アルカリ度、栄養塩）データの経年変化から見える石灰化の維持と生物群集生産の弱化が示唆された点、これまでの1997年～2020年までのK2/KNOTの炭酸系等の観測データと、西部亜寒帯循環域や沿岸域の酸性化についての記事をWeb公開し、一般情報公開した点、時系列自動採水器で得られた2019年から2022年の試料を分析し、船舶観測でのニスキンによる分析結果とよく一致し、中層の急速な酸性化の進行が確認できた点から、区分(2)に該当すると判断出来る。
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| Strategy for Future Research Activity |
1.2023年7～8月に回収する自動昇降計測ブイシステムとセジメントトラップを搭載したハイブリッド係留系に搭載した時系列自動採水器の試料の分析を行うと共に、ハイブリッドpH・CTD・酸素・紫外蛍光光度センサー、多層流向流速計等のデータ処理を行う。
2.これまでの観測データを元に、酸性化の進行を確認し、それにより炭酸カルシウム生成の弱化が起こるのかを調べるため、過去20年以上の船舶観測と自動採水装置の溶存化学成分データを用いて、混合層の栄養塩、溶存無機炭素、アルカリ度、栄養塩等の経年変化と混合層以深の濃度勾配の経年変化を求め、炭酸カルシウム生成と生物生産の指標となる正味の群集生産の変化を調べる。
3.中層の酸性化は約20年周期を持つ貧酸素化より近年加速されている。 この貧酸素化は、偏西風の変動が駆動する主密度躍層以浅の密度場の変化を伴う海洋循環に関係していると考えられる。また、貧酸素化は表層の生物生産および中層の酸性化にも影響する可能性があるが、そのメカニズムは未解明である。そこで、これまでの船舶観測と係留系データに、WOCE P01データや気象庁定線観測データを加え、海洋再解析データ等も用いて長周期の貧酸素化について詳細に調べ、そのメカニズムを明らかにする。
4.酸性化に対する炭酸カルシウム殻の生成生物の弱化を直接的に評価するため、これまでに得られた殻を持つ動物プランクトンの翼足類や有孔虫を対象として、マイクロX線コンピュータトモグラフィー装置による骨格密度を３次元で測定し、その減少を定量的に評価する。
5. 本研究で得られた近年の生物群集生産が春から秋にかけて年々低下している可能性について、CMIP6（第6期結合モデル相互比較プロジェクト）に提出された「将来の社会発展予測シナリオに基づいて計算された結果」の解析結果と比較する。
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Research Products
(11 results)
