2014 Fiscal Year Research-status Report
原生代の大気海洋化学組成の制約とその安定性・変動性に関する理論的研究
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25870185
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
尾崎 和海 東京大学, 大気海洋研究所, 研究員 (10644411)
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2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 原生代 / 生物地球化学 / 大気海洋化学組成 / 物質循環モデル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、原生代の大気海洋の化学組成とその安定性・変動性を物質循環モデルを用いて明らかにすることを目的としている．本年度は、昨年度に開発を行った海洋物質循環モデルを拡張・修正し、原生代の大気海洋系酸化還元状態の安定状態を理解することを目指して研究を進めた．また、原生代海洋生態系をシミュレート可能な数値モデルの開発も進めた．
まず、昨年度までに開発された物質循環モデルに対しての境界条件（大気組成や陸上からの物質供給率）のうち、不確定性の大きかった硫酸の河川流入率を理論的に制約するため、陸上の堆積岩中での黄鉄鉱の酸化風化の時間スケールの見積もりと浸食率との関係などを考察した．それにより、大気中酸素濃度が現在の１～１０％以下になると黄鉄鉱の酸化が陽に大気中酸素濃度に依存することが見いだされた．このことを踏まえ、昨年度と同様の系統的な感度実験を再度行い、原生代海洋条件の制約を行った．また、硫酸還元菌の代謝過程に関するパラメータの不確定性についても検討を行い、硫酸や硫化水素濃度などへの影響を調べた．
さらに、原生代海洋生態系を模擬した数値モデルの開発を進め、両物質循環モデル結合の足がかりとした．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
海洋物質循環モデルの開発は順調に行われたが、考慮されているプロセスの定式化についての理論的考察やフラックスの見積もり方法などについて修正を加える作業に時間が割かれた．また、昨年度に導入した計算スキームにより計算速度の改善は果たしていたが、さらに計算コストを下げる必要性があり、課題となった．計算コストの点については計算機資源の強化によって補強された．
原生代海洋生態系モデルの開発が進められた結果、酸化還元境界付近の高解像度な化学分布のシミュレートは可能となりおおむね順調と判断されるが、海洋物質循環モデルとの結合は未達成であった．
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| Strategy for Future Research Activity |
海洋物質循環モデルについてはほぼ構築が完了した．そのため得られた感度実験結果を踏まえて原生代の大気海洋系酸化還元状態の安定性解析を詳細に行う．また、海洋生態系モデルを結合することで大気組成に多重性が現れるとの作業仮説を検証する．
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| Causes of Carryover |
計算機資源が当初の見込よりも安価に導入されたため．また論文投稿・出版費用が今年度においては未使用となったため．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
現在査読審査中にある学術論文および執筆中の論文の投稿・出版費用に使用する．また、国際学会等での研究成果報告に伴う費用として使用する予定である．それ以外の使用については、翌年度使用計画に沿って支出する．
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