2023 Fiscal Year Annual Research Report
Study of the internal cycles of trace metals in the western North Pacific by using ship observation and modeling
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22H03728
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
小畑 元 東京大学, 大気海洋研究所, 教授 (90334309)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
則末 和宏 新潟大学, 自然科学系, 准教授 (50335220)
岡 顕 東京大学, 大気海洋研究所, 准教授 (70396943)
西岡 純 北海道大学, 低温科学研究所, 教授 (90371533)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2026-03-31
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| Keywords | 西部北太平洋 / 微量金属元素 / 黒潮 / 親潮 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
海水中の鉄をはじめとするいくつかの微量金属元素は植物プランクトンにとっての必須栄養素であり、その循環プロセスは海洋の一次生産にも影響を及ぼす。本研究では、親潮・黒潮の生態系を維持するためのメカニズムの一つとして、海水中の微量金属元素の生物地球化学的循環を研究する。本年度は、国際GEOTRACES計画の一環として、2023年6月に白鳳丸KH-23-2次研究航海を西部北太平洋において実施した。昨年度実施できなかった北太平洋亜寒帯域において鉛直採水を行った。繊維索ケーブルにCTD多重採水システムを接続し、クリーン洗浄したニスキン-X採水器を24本搭載した。 採取した溶存態用試料はクリーンエリアで加圧濾過し、酸添加して保存した。一方、全可溶態用試料は未濾過のまま酸添加した。懸濁粒子試料も採取し、冷凍保存した。海水試料中の溶存態微量金属元素については、キレート樹脂カラムで濃縮・分離を行い、高分解能誘導結合プラズマ質量分析計により測定を行っている。さらに、懸濁粒子試料についても測定を行い、その鉛直分布を明らかにした。本年度は、同じ方法により過去にサンプリングしたベンガル湾東部の海水中の微量金属元素(鉄・銅・亜鉛・マンガン・カドミウム・鉛)を分析した。ベンガル湾東部におけるこれらの元素の鉛直断面分布を明らかにすることに成功した。特にベンガル湾の沿岸域および縁辺海に複数の鉄の供給源が存在していることが示された。一方、海水中の微量金属元素の生物地球化学循環の数値モデル化についても検討を行った。西部ベーリング海などの縁辺海から供給される亜鉛について、その影響を定量的に議論した。
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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
2022年度、国際GEOTRACES計画の一環である白鳳丸KH-22-7次研究航海において東経 155度および150度の南北測線の観測を行う予定であった。しかし、原油価格の高騰により航海の一つのLegが2023年に持ち越され、6月に白鳳丸KH-23-2次研究航海として実施された。
本年度の航海においても非金属の樹脂繊維索ケーブルを使ったクリーン採水システムが順調に稼働し、北太平洋亜寒帯において十分な海水試料を採取することができた。海水中の鉄に対して汚染のない試料が得られ、当初の目的通りの試料を採取することができた。海水試料中の溶存態微量金属元素を分析するためのキレート樹脂カラム濃縮システム、高分解能誘導結合プラズマ質量分析計は問題なく稼働している。これらのシステムを使って得られた東部ベンガル湾における微量金属元素分布は海洋科学的な一貫性があり、過去のデータと比較しても十分に質の高いデータであった。このデータをもとに、ベンガル湾における海水中の微量金属元素分布の季節変動についても議論を行うことができた。さらに、西部北太平洋の懸濁粒子中の微量金属元素も順調に測定できており、KH-22-7次研究航海のいくつかの観測点では、その鉛直分布を明らかにすることができた。数値モデルを用いた海水中の微量金属元素分布の再現も順調に研究が進められており、国際学会における研究発表も行った。上記の進捗状況から、本研究はおおむね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
2023年度の白鳳丸KH-23-2次研究航海は無事に実施することができた。予定された全22観測点で鉛直的に海水試料を採取することができた。今後は海水中の溶存態微量金属元素の分析および結果の解析に力を入れていく。世界レベルのクリーン技術を駆使し、研究分担者と協力して分析を進めていく。海水試料の濃縮・分離システムは順調に稼働しており、海水の試料処理は順調である。また高分解能誘導結合プラズマ質量分析計も分析可能な状態を維持できている。この2年で採取した海水試料の分析を進めるとともに、過去の研究航海で得られた海水試料の分析も同時並行で進めていく。特に東部ベンガル湾航海で得られた海水試料については、分析結果をまとめ、解析を進める。過去に観測があまり行われていない東部ベンガル湾における微量金属元素の鉛直断面分布は貴重なデータであり、季節変動までの議論を行うことに新規性がある。本研究で得られた成果は国際学術誌において出版する。また、2024年8-9月には南インド洋での研究航海に参加できる予定である。この航海でも海水試料を採取し、インド洋での微量金属元素分布解明に努め、北太平洋との比較を行う。海水中の粒子試料については、濃度が低いため分析は困難であるが、今のところ測定は順調に進んでいる。今後は分析結果の取りまとめと解析を進めていく。一方、数値モデリングについては、より観測結果に近い物理場を利用し、微量金属元素分布の再現をさらに実施していく。
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[Presentation] Understanding the Longevity of North Pacific Sedimentary Margin Iron Sources2024
Author(s)
Hannah Hunt, Matthias Sieber, Shotaro Takano, Nathan Timothy Lanning, Xiaopeng Bian, Shun-Chung Yang, Jessica N Fitzsimmons, Seth John, Hajime Obata, Jun Nishioka, Matthew A Charette and Tim Conway
Organizer
Ocean Sciences Meeting
Int'l Joint Research
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