2023 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of the variation in marine primary production and the land-ocean biogeochemical linkage in North Pacific Ocean
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22H01339
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
沢田 健 北海道大学, 理学研究院, 教授 (20333594)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
桑田 晃 国立研究開発法人水産研究・教育機構, 水産資源研究所(塩釜), 主幹研究員 (40371794)
力石 嘉人 北海道大学, 低温科学研究所, 教授 (50455490)
入野 智久 北海道大学, 地球環境科学研究院, 准教授 (70332476)
加藤 悠爾 筑波大学, 生命環境系, 特任助教 (80863406)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2026-03-31
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| Keywords | 生物地球化学的連鎖 / バイオマーカー / 海洋基礎生産 / 新第三紀 / 珪藻 / 北太平洋 / アルケノン / 長鎖アルキルジオール |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、深海掘削および陸上調査によって得られた新第三紀堆積物から、藻類および陸上植物の分子化石（バイオマーカー）、藻類微化石、生物源シリカを分析し、新生代の北太平洋におけるグローバルな海洋ー陸域間の生物地球化学的循環と生態系の連鎖（リンケージ）、環境気候システムとの関連性を解明する。また、新しい古環境復元法を確立するため、新規の藻類バイオマーカーの探索とその解析法、陸上植物バイオマーカーの分子内同位体比解析法を開発する。2023年度のおもな研究成果は次のとおりである。
1. 昨年度に引き続き、北部北太平洋アラスカ湾掘削コア（U1417）のバイオマーカー分析を行い、長鎖アルケノンおよび長鎖アルキルジオールを用いた古水温計によって海洋表層水温の変動を復元した。また、珪藻、ハプト藻、渦鞭毛藻、真正眼点藻などに由来するバイオマーカーを検出し、過去1000万年間の海洋基礎生産変動を復元した。バイオマーカー組成の変動パターンは全体的には中新世以降の全球的な寒冷化傾向を示す中で、急激な寒冷/温暖の気候イベントがあることがわかった。
2. 研究分担者の桑田博士によって、北西太平洋北日本沖で採取した海水から新たに数種の珪藻株を単離し、さらに培養株の継代に成功した。それらのうち、２種の珪藻培養試料の脂質バイオマーカー分析を行い、特徴的なステロイドなどの脂質を同定し、バイオマーカーとしての適用性を検討した。
3. 北海道中部の岩見沢地域の陸上セクションにおいて、新第三系の川端層の地質調査・試料採取を行った。採取したおもにタービダイト層の堆積岩試料の基礎的なバイオマーカー分析を行い、陸源および海洋性（珪藻や渦鞭毛藻などの微細藻類由来）のバイオマーカーが多様に含まれること、酸化還元環境が変化することなどが明らかになった。
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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
アラスカ湾掘削コアU1417の藻類バイオマーカー分析については、大学院学生１名の研究協力があり順調に結果が得られている。その研究成果の一部を2023年8～9月に行われた国際学会において発表し学会発表賞を受賞した。また、北海道岩見沢市に分布する中新統川端層の地質調査・試料採取、バイオマーカー分析において大学院学生の研究協力を得て、予想以上に研究が進展した。珪藻の培養研究において、研究分担者の桑田博士によって北西太平洋北日本沖親潮域で採取した海水から新たに6～7種の珪藻株を単離し、さらに培養株の継代に成功した。そのうち２種について当研究室で脂質バイオマーカー分析を行い結果が得られている。これらは予想以上に研究が進展している。一方、植物テルペノイドの分子内同位体分析が遅れ気味である。従来、理論的な分析論にとどまっている新しい技術・方法を開発・検討するのに苦労しているという状態である。
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| Strategy for Future Research Activity |
１）2024年度は、引き続きアラスカ湾U1417コアの分析を行い、さらにIODP exp.346において日本海から得られた掘削コア試料のバイオマーカー分析を行う。また、それらの掘削コアの海生藻類および陸上植物バイオマーカーを同時に分析し、データと直接比較して、海洋基礎生産に対する陸源物質輸送の関連性を検討する。
２）北海道岩見沢、むかわ地域の陸上セクションにおいて、新第三系の地質調査・試料採取を引き続き行う。採取した堆積岩試料のバイオマーカー分析を行い、地層調査により解析・分類した堆積層のタイプ、堆積環境ごとに分析結果を評価する。
３）引き続き、研究分担者の桑田博士と協力し、珪藻など海生藻類の培養試料の分析を行い、新規の藻類バイオマーカーの探索とバイオマーカー古水温計の高精度化のための実験を行う。また、当研究室の大学院生が５月に行われる研究航海に桑田博士とともに参加し、北西太平洋北日本沖の懸濁粒子を採取し、バイオマーカー分析による古水温・基礎生産解析のためのモダンデータを得る。
４）研究分担者の加藤講師により、アラスカ湾U1417コアの珪藻化石層序からより詳細な年代モデルを構築する。また、珪藻化石カウントのよる定量的な珪藻堆積フラックスの見積り方法を検討する。
５）共同分担者の入野准教授の協力を得て蛍光X線分析（XRF）などによる生物源シリカの分析に変更して、珪質藻類のバイオマーカーデータと比較しながら両面からの珪質藻類の海洋基礎生産変動の復元を目指す。
６）共同分担者の力石教授を中心に、植物起源化合物の陸域から海域への運搬過程で生じる変化（分解・変質など）を定量的に評価するための分子内同位体比解析法の開発を開始し、おもに植物テルぺノイドの既知標準試料を使った基礎実験を行う。
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