堆積物―水境界の地球生命科学：生態系機能・堆積ダイナミクス・物質循環の統合的理解

2014 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 25247085
• Research Institution: Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology
• Principal Investigator: 北里 洋 独立行政法人海洋研究開発機構, 東日本海洋生態系変動解析プロジェクトチーム, プロジェクト長 (00115445)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小栗 一将 独立行政法人海洋研究開発機構, 海洋生物多様性研究分野, 主任技術研究員 (10359177) ; フレデリック シニゲル 独立行政法人海洋研究開発機構, 海底資源研究開発センター, ポストドクトラル研究員 (10625940) ; 豊福 高志 独立行政法人海洋研究開発機構, 海洋生物多様性研究分野, 主任研究員 (30371719) ; 白石 史人 広島大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (30626908) ; 力石 嘉人 独立行政法人海洋研究開発機構, 生物地球化学研究分野, 主任研究員 (50455490)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 堆積物ー水境界 / 地層形成 / 生態系機能 / 生物地球化学循環 / 有孔虫

Outline of Annual Research Achievements

本年度は、昨年度採取した試料の分析を進めながら、堆積物―水境界に着目して野外調査を進めた。昨年度調査したトンガ海溝ホライゾン海淵で採取された堆積物コアのガンマ線分析を行った。測定の結果から鉛２１０のプロファイルを検討した結果、マリアナ海溝チャレンジャー海淵より深く撹拌を受けている傾向がはっきりと示された。この結果は、昨年度得られた酸素フラックスの結果を補強するとともに、超深海場の物質循環が多様であることを示唆する。今年度の野外調査は海洋セッティングの異なる相模湾初島沖で実施した。相模湾初島沖はメタンを含む水が海底から滲みだしており、堆積物―水境界付近では極めて急峻な化学勾配が成立している。無人探査機を用いて海底の様子を観察し、メタン湧水が噴出場とリファレンスサイトから柱状堆積物試料を採取した。得られた堆積物を用いて、pH,溶存酸素、硫化水素、メタンの分析を行い環境勾配が確かめられた。堆積物試料は有機物分析、ゲノム分析、有孔虫分析を行うためにスライスし、陸上の研究室に持ち帰った。
室内培養実験では、昨年度立ち上げたケモスタット水槽を用いて底生有孔虫殻の成長を検討した。観察の結果石灰化が進むにつれて、周囲のpHが低下し酸性化するとともに、海水中のカルシウムが消費されていく様子を掴んだ。
深海顕微鏡については室内において野外から採取した泥や、拾いだした有孔虫試料を対象として条件検討を行っている。その結果、LED光源の配置やモザイク撮影する際の適切な撮影間隔などを最適化しつつある。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

昨年に引き続き野外調査、試料採取、試料の分析やケモスタットを用いた様々な飼育実験は順調に進んでいる。野外調査では酸素の比較的少ない環境での観測および試料を増やすことができた。また、有孔虫周辺の環境についての影響評価も進めており、全体を通して概ね目標を達成していると考えられる。

Strategy for Future Research Activity

今年度に引き続き当初計画に則って研究を推進する。平成27年度においては、堆積物―水境界の現場観測の深化を念頭に、主に相模湾や干潟などの野外調査を実施する。すでに得られているデータについては国際会議などを通じて積極的に専門研究者と議論を行い、速やかな成果の報告につなげる。さらに、９月にイタリア・ナポリで開催されるSCOR Workshopにおいて、底層生態系機能と海底が地球の物質循環に果たす役割について集中的な議論を行うことになっており、その成果を本科研費の研究に繋げる。

Remarks

研究成果が公表されれば、上記サイト・ツイッターに随時掲載する。

Research Products

• [Journal Article] Unexpected biotic resilience on the Japanese seafloor caused by the 2011 Tohoku-Oki tsunami. (2014)
  • Author(s): Toyofuku, T., Duros, P., Fontanier, C., Mamo, B., Bichon, S., Buscail, R., Chabaud, G., Deflandre, B., Goubet, S., Gremare, A., Mennit,i C., Fujii, M5., Kawamura, K., Koho, KA., Noda, A., Namegaya, Y., Oguri, K., Radakovitch, O., Murayama, M., de Nooijer, LJ., Kurasawa, A., Ohkawara, N., Kitazato, H. et al.
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 4:7517 Pages: -
  • DOI: 10.1038/srep07517
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Nitrate uptake by foraminifera and use in conjunction with endobionts under anoxic conditions. (2014)
  • Author(s): Nomaki, H., Chikaraishi, Y., Tsuchiya, M., Toyofuku, T., Ohkouchi, N., Uematsu, K., Tame, A., Kitazato, H.
  • Journal Title: Limnology and Oceanography Volume: 59(6) Pages: 1879-1888
  • DOI: 10.4319/lo.2014.59.6.1879
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Living (Stained) deep-sea foraminifera off Hachinohe (NE Japan, Western Pacific): Enviromental interplay in oxygen-depleted ecosystems. (2014)
  • Author(s): Fontanier, C., Durous, P., Toyofuku, T., Oguri, T., Koho, C. A., Buscail, R., Gremare, A., Radakovitch, O., Deflandre, B., de Nooijer, L. J., Bichon, S., Goubet, S., Ivanovsky, N., Chabaud, G., Reichart, G-J., Kitazato, H.
  • Journal Title: The Journal of Foraminiferal Research Volume: 44(3) Pages: 281-299
  • DOI: 10.2113/gsjfr.44.3.281
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Recent sediment dynamics in hadal trenches: Evidence for the influence of higher-frequency (tidal, near-inertial) fluid dynamics. (2014)
  • Author(s): Turnewitsch, R., Falahat, S., Stehlikova, J., Oguri, K., Glud, R. N., Middelboe, M., Kitazato, H. Wenzhefer, F., Ando, K., Fujio, S., Yanagimoto, D.
  • Journal Title: Deep-sea Research Part Ⅰ Volume: 90 Pages: 125-168
  • DOI: 10.1016/j.dsr.2014.05.005
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Comparative organic geochemistry of Indian margin (Arabian Sea) sediments: estuary to continental slope. (2014)
  • Author(s): Cowie, G., Mowbraym, S., Kurian, S., Sarkar, A., White, C., Anderson, A., Vergnaud, B., Johnstone, G., Brear, S., Woulds, C., Naqvi, S.W.A., Kitazato, H.
  • Journal Title: Biogeosciences Volume: 11 Pages: 6683-6696
  • DOI: 10.5194/bg-11-6683-2014
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Geology and age model of the Lower Pleistocene Nojima, Ofuna and Koshiba Formations of the middle Kazusa Group, a forearc basin-fill sequence on the Miura Peninsula, the Pacific side of central Japan (2014)
  • Author(s): Nozaki, A., Majima, R., Kameo, K., Sakai, S., Kouda, A., Kawagata, S. Wada H., Kitazato, H.
  • Journal Title: Island Arc Volume: 23(2) Pages: 157-179
  • DOI: 10.1111/iar.12066
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Living (Rose Bengal stained) benthic foraminiferal faunas along a strong bottom-water oxygen gradient on the Indian margin (Arabian Sea) (2014)
  • Author(s): Caulle, C., Mojtahid, M., Gooday, A.J., Jorissen F. J., Kitazato, H.
  • Journal Title: Biogeosciences Discussion Volume: 12 Pages: 3245-3282
  • DOI: 10.5194/bgd-12-3245-2015
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] 底生有孔虫から見た東北日本沖地震による底層攪乱. (2015)
  • Author(s): 北里 洋, 長谷川四郎, Fontanier, C., 豊福高志.
  • Organizer: MRC2015 微古生物レファレンスセンター研究集会
  • Place of Presentation: 高知大学、高知県高知市
  • Year and Date: 2015-02-27
• [Presentation] 2011太平洋東北沖地震・津波による下北沖の多様性変動. (2015)
  • Author(s): 豊福高志, Pauline Duros, Christophe Fontanier, Briony Mamo, Sabrina Bichon, Roselyne Buscail, Antoine Gremare, Christophe Menniti, 藤井美南, 川村喜一郎, Karoliina Annika Koho, 野田篤, 小栗一将, Olivier R., 村山雅史, Lennart Nooijer, 倉沢篤史, 大河原にい菜, 奥谷喬司, 坂口有人, Frans J., Gert-Jan R, 北里洋
  • Organizer: MRC2015 微古生物レファレンスセンター研究集会
  • Place of Presentation: 高知大学、高知県高知市
  • Year and Date: 2015-02-27
• [Presentation] Microscopic visualization approach of foraminiferal calcification environment. (2014)
  • Author(s): Toyofuku, Fujita, K., Yamamoto, M., de Nooijer, L.J., Nomaki, H., Tsuchiya, M., Kitazato, H.
  • Organizer: AGU Fall Meeting 2014
  • Place of Presentation: San Francisco, U.S.A.
  • Year and Date: 2014-12-16
• [Presentation] Micro environmental variation by Foraminiferal calcification process. (2014)
  • Author(s): Toyofuku, T., fyjita, K., Yamamoto, M., de Nooijer, L. J., Nomaki, H., Kitazato, H.
  • Organizer: The Micropalaeontological Society (TMS) joint Foraminifera and Nannofossil Spring Meeting 2014
  • Place of Presentation: Texel, Netherland
  • Year and Date: 2014-06-24
• [Presentation] Visualization approach on foraminiferal calcification under various pH. (2014)
  • Author(s): Toyofuku, T.
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2014年大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜、神奈川県横浜市
  • Year and Date: 2014-05-01
• [Presentation] Long term monitoring of oxygen distributions at sea floor, Sagami bay, Japan. (2014)
  • Author(s): Oguri, K., Kitazato, H., Nomaki, H., Sakai, S., Toyofuku, T., Iwase, R.
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2014年大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜、神奈川県横浜市
  • Year and Date: 2014-05-01
• [Book] Landmarks in Foraminiferal Micropalaeontology: History and Development. The Micropalaeontological Society, Special Publications (2014)
  • Author(s): Takayanagi, Y. Kitazato, H. Bowden, A. J., Gregory, F. J. Henderson, A. S. (edts.)
  • Total Pages: 360
  • Publisher: Geological Society of London
• [Book] Approaches to Study Living Foraminifera: Collection, Maintenance and Experimentation (2014)
  • Author(s): Kitazato, H., Bernhard, J.M. (eds.)
  • Total Pages: 227
  • Publisher: Springer-Verlag
• [Book] 深海、もうひとつの宇宙 -しんかい6500が見た生命誕生の現場 (2014)
  • Author(s): 北里 洋
  • Total Pages: 208
  • Publisher: 岩波書店
• [Book] 理科好きな子に育つ ふしぎのお話３６５ (2014)
  • Author(s): 誠文堂新光社（編）／自然史学会連合（協力）, （自然史学会連合代表として、北里洋が本書を企画し編集に協力した。）
  • Total Pages: 391
  • Publisher: 誠文堂新光社
• [Remarks] JAMSTEC海洋生物多様性研究分野
  • URL: http://www.jamstec.go.jp/bdive/j/bio-diveHP/index.html
• [Remarks] JAMSTEC東日本海洋生態系変動解析プロジェクト
  • URL: http://www.jamstec.go.jp/teams/j/index.html
• [Remarks] 豊福ツイッターアカウント
  • URL: https://twitter.com/t_toyofuku