氷河・氷床の暗色化のプロセスの解明

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 26247078
• Research Institution: Chiba University
• Principal Investigator: 竹内 望 千葉大学, 大学院理学研究科, 教授 (30353452)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大手 信人 京都大学, 情報学研究科, 教授 (10233199) ; 中野 孝教 総合地球環境学研究所, 研究高度化支援センター, 教授 (20155782) ; 山口 悟 国立研究開発法人防災科学技術研究所, 観測・予防研究領域 雪氷防災研究センター, 研究員 (70425510) ; 瀬川 高弘 大学共同利用機関法人情報・システム研究機構(新領域融合研究センター及びライフサイ, システム研究機構(新領域融合研究センター,DBCLS), 助教 (90425835)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: 氷河 / 物質循環 / 微生物 / アルベド / 生態系 / グリーンランド / 天山山脈 / アラスカ

Outline of Annual Research Achievements

2015年8月に計画通り米国アラスカのグルカナ氷河およびハーディング氷原の調査を行った．氷河表面のアルベド測定，表面不純物および雪氷のサンプリング等と予定通り行うことができた．調査の結果，グルカナ氷河は５年前の調査に比べて末端位置が約100m後退しており，どの氷河も目視で明らかなほど縮小していることがわかった．アルベド測定の結果は，５年前の調査に比べて顕著な暗色化が起きているわけではないことがわかった．引き続き，不純物成分，微生物分析等を行っていく予定である．８月下旬より９月上旬にかけて，中国天山山脈ウルムチNO.1氷河の調査を行った．この氷河でも定常観測をすべて予定通り行うことができた．採取試料の分析は，これから行っていく予定である．その他，雪氷微生物の生態研究のため，国内の立山および月山で，赤雪，緑雪現象の調査をおこなった，特に立山では連年にない大規模な赤雪現象がみられ，現在その原因を分析中である．クリオコナイトホール作成実験については，９月に雪氷防災低温実験棟で５日間行った．あらたに高温・強風速条件でのクリオコナイトホールの変化についてのデータを得ることができた．次年度も引き続き実験を行う予定である．その他，衛星画像分析からグリーンランドの暗色域の拡大を定量的に明らかにしたことや，硝酸安定同位体比からグリーンランドと天山の氷河では窒素循環が大きく異なること，シアノバクテリアのDNA分析から世界各地の氷河上のシアノバクテリアの分類，系統が明らかになったことなどの成果が得られた．

Current Status of Research Progress

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

Reason

北極圏やアジア山岳域の氷河の暗色化の実態については，この２年間で定量的に明らかになってきた．特にグリーンランド氷床の暗色域拡大速度，暗色不純物の構成物等から，シアノバクテリアによる暗色物質クリオコナイトの形成過程，クリオコナイトホールの動態との関連が明らかになってきた．また，計画通り，天山の氷河，アラスカの氷河の調査を行うことができ，サンプルを採取することができた．クリオコナイトホールに関する低温室実験，硝酸同位体比による氷河上栄養塩循環の把握，DNA分析によるシアノバクテリアの系統地理学等についても，順調に結果が出てきている，

Strategy for Future Research Activity

次年度以降については，当初ヒマラヤおよび北極スバールバルにの氷河での観測を予定していたが，現地の状況および共同研究者の都合により，計画を変更し，３年目にはヒマラヤの代わりにパミール山岳域の氷河の調査を実施する予定である，低温室実験，同位体・微量元素分析，DNA分析については，採取してきたサンプルについて引き続き行っていく予定である．

Research Products

• [Int'l Joint Research] Bristol University/Aberystwyth University(英国)
  • Country Name: UNITED KINGDOM
  • Counterpart Institution: Bristol University/Aberystwyth University
• [Int'l Joint Research] Melnikov Permafrost Institute(ロシア連邦)
  • Country Name: RUSSIA FEDERATION
  • Counterpart Institution: Melnikov Permafrost Institute
• [Int'l Joint Research] Alaska Pacific University(米国)
  • Country Name: U.S.A.
  • Counterpart Institution: Alaska Pacific University
• [Int'l Joint Research] 中国科学院天山氷河観測試験所(中国)
  • Country Name: CHINA
  • Counterpart Institution: 中国科学院天山氷河観測試験所
• [Journal Article] Inter-annual and geographical variations in the extent of bare ice and dark ice on the Greenland ice sheet derived from MODIS satellite images (2016)
  • Author(s): Shimada, R., Takeuchi, N. and Aoki, T.
  • Journal Title: Frontiers in Earth Science Volume: 印刷中 Pages: 印刷中
  • DOI: 10.3389/feart.2016.00043
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Snow algal communities on glaciers in the Suntar-Khayata Mountain Range in eastern Siberia, Russia (2016)
  • Author(s): Tanaka, S., Takeuchi, N., Miyairi, M., Fujisawa, Y., Kadota, T., Shirakawa, T. Kusaka, R., Takahashi, S., Enomoto, H., Ohata,Yabuki, H., Konya, K., Fedorov, A., Konstantinov, P.
  • Journal Title: Polar Science Volume: 印刷中 Pages: 印刷中
  • DOI: 10.1016/j.polar.2016.03.004
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Experimental evidence that microbial activity lowers the albedo of glaciers (2016)
  • Author(s): Musilova, M., Tranter, M., Bamber, JL., Takeuchi, N., Anesio, AM.
  • Journal Title: Geochemical Perspective Lettter Volume: 2 Pages: 106-116
  • DOI: 10.7185/geochemlet.1611
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Chemistry of Supraglacial Ponds in the Debris-Covered Area of Lirung Glacier in Central Nepal Himalayas (2016)
  • Author(s): Bhatt, M. P., Takeuchi, N., Acevedo, M.F.
  • Journal Title: Aquatic Geochemistry Volume: 22 Pages: 35-64
  • DOI: 10.1007/s10498-015-9276-9
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] The Effect of Impurities on the Surface Melt of a Glacier in the Suntar-Khayata Mountain Range, Russian Siberia (2015)
  • Author(s): Takeuchi, N., Fujisawa, Y., Kadota, T., Tanaka, S., Miyairi, M., Shirakawa, T., Kusaka, R., Fedorov, A.N., Konstantinov, P. and Ohata, T.
  • Journal Title: Frontiers in Earth Science Volume: 3 Pages: ページ番号なし
  • DOI: 10.3389/feart.2015.00082
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Cryoconite The dark biological secret of the cryosphere (2015)
  • Author(s): Cook, J., Edwards, A., Takeuchi, N. and Irvine-Fynn, T.
  • Journal Title: Progress in Physical Geography Volume: 40 Pages: 66-111
  • DOI: 10.1177/0309133315616574
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Validations and descriptions of European syntaxa of vegetation dominated by lichens, bryophytes and algae (2015)
  • Author(s): Bultmann, H., Roux, C., Egea, J., Julve, P., Bricaud, O., Giaccone, G., Tauscher, L., Creveld, M., Di Martino, V., Golubic, S., and Takeuchi, N.
  • Journal Title: Lazaroa Volume: 36 Pages: 107-129
  • DOI: 10.5209/rev_LAZA.2015.v36.51255
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Census of bacterial microbiota associated with the glacier ice worm Mesenchytraeus solifugus (2015)
  • Author(s): Murakami, T., Segawa, T., Bodington, D., Dial, R., Takeuchi, N., Kohshima, S., and Hongoh, Y.
  • Journal Title: FEMS Microbiology Ecology Volume: 91 Pages: ページ番号なし
  • DOI: 10.1093/femsec/fiv003
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] 20th Century Dust Lows and the Weakening of the Westerly Winds over the Tibetan Plateau (2015)
  • Author(s): Grigholm, B., P.A. Mayewski, S. Kang, Y. Zhang, U. Morgenstern, M. Schwikowski, S. Kaspari, V. Aizen, E. Aizen, N. Takeuchi, K.A. Maasch, S. Birkel, M. Handley and S. Sneed
  • Journal Title: Geophysical Research Letters Volume: 42 Pages: 2434-2441
  • DOI: 10.1002/2015GL063217
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] スバールバル諸島北西部の氷河におけるクリオコナイトの特性の空間分布 (2015)
  • Author(s): 宮内 謙史郎，竹内 望，Irvine-Fynn, T，Edwards, A.
  • Organizer: 極域科学シンポジウム
  • Place of Presentation: 国立極地研究所（東京都立川市）
  • Year and Date: 2015-11-16 – 2015-11-19
• [Presentation] グリーンランド氷床クリオコナイトの構成物および形態の空間分布 (2015)
  • Author(s): 竹内望，永塚尚子，植竹淳，田中聡太，大沼友貴彦，島田利元
  • Organizer: 雪氷研究大会
  • Place of Presentation: 信州大学（長野県松本市）
  • Year and Date: 2015-09-13 – 2015-09-16
• [Presentation] ボリビア・コンドリリ氷河の雪氷藻類群集－南アメリカ大陸の雪氷藻類の特異性－ (2015)
  • Author(s): 田中聡太，竹内望，朝岡良浩，植竹淳
  • Organizer: 雪氷研究大会
  • Place of Presentation: 信州大学（長野県松本市）
  • Year and Date: 2015-09-13 – 2015-09-16
• [Presentation] 北極圏グリーンランドカナック氷帽の積雪観測に基づいた雪氷藻類の繁殖条件の推定 (2015)
  • Author(s): 大沼友貴彦，竹内望，田中聡太，永塚尚子，庭野匡思，青木輝夫
  • Organizer: 雪氷研究大会
  • Place of Presentation: 信州大学（長野県松本市）
  • Year and Date: 2015-09-13 – 2015-09-16
• [Presentation] 衛星データを用いたグリーンランド氷床裸氷域および暗色域の時空間変化と気象データとの比較 (2015)
  • Author(s): 島田利元，竹内望，青木輝夫
  • Organizer: 雪氷研究大会
  • Place of Presentation: 信州大学（長野県松本市）
  • Year and Date: 2015-09-13 – 2015-09-16
• [Presentation] 雪氷防災実験棟におけるクリオコナイトホールの作成実験 (2015)
  • Author(s): 榊龍太郎，竹内望，山口悟
  • Organizer: 雪氷研究大会
  • Place of Presentation: 信州大学（長野県松本市）
  • Year and Date: 2015-09-13 – 2015-09-16
• [Presentation] Temporal and spatial variations in pigment compositions of snow algae in Mt. Tateyama in Toyama prefecture, Japan (2015)
  • Author(s): Nakashima, T., Takeuchi, N., Uetake, J., Segawa, T., Watanabe, K., Onuma, Y., Sakaki, R.
  • Organizer: 5th International Conference on Polar and Alpine Microbiology
  • Place of Presentation: Ceske Budejovice (Czech Republic)
  • Year and Date: 2015-09-06 – 2015-09-10
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] The nitrogen cycle in cryoconites: naturally occurring nitrification-denitrification granules on a glacier (2015)
  • Author(s): Segawa, T., Ishii, S., Ohte, N., Li, Z., Hongoh, Y., and Takeuchi, N.
  • Organizer: 5th International Conference on Polar and Alpine Microbiology
  • Place of Presentation: Ceske Budejovice (Czech Republic)
  • Year and Date: 2015-09-06 – 2015-09-10
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Survey of the glacier invertebrates and their gut microbiota. (2015)
  • Author(s): Murakami, T., Segawa, T., Bodington, D., Takeuchi, N., Labarca, P., Sepulveda, G. B., Kohshima, S., and Hongoh, Y.
  • Organizer: 5th International Conference on Polar and Alpine Microbiology
  • Place of Presentation: Ceske Budejovice (Czech Republic)
  • Year and Date: 2015-09-06 – 2015-09-10
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Multi isotope approach to dynamics of impurities in snow and ice on the Greenland Ice Sheet (2015)
  • Author(s): Takeuchi, N., Nagatsuka, N., Nakano, T., Ohte, N., Onuma, Y., Tanaka, S., Uetake, J.
  • Organizer: International Union of Geodesy and Geophysics, General Assembly 2015
  • Place of Presentation: Prague (Czech Republic)
  • Year and Date: 2015-06-22 – 2015-07-02
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] 衛星データを用いたグリーンランド氷床裸氷域および暗色域の面積変化とその要因考察 (2015)
  • Author(s): 島田利元，竹内望，青木輝夫
  • Organizer: リモートセンシング学会春季大会
  • Place of Presentation: 千葉大学（千葉県千葉市）
  • Year and Date: 2015-06-02 – 2015-06-03
• [Presentation] 北極圏グリーンランドカナック氷帽の積雪観測に基づいた雪氷藻類の繁殖条件の推定 (2015)
  • Author(s): 大沼 友貴彦，竹内 望，田中 聡太，植竹 淳，永塚 尚子，庭野 匡思，青木 輝夫
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ（千葉県千葉市）
  • Year and Date: 2015-05-24 – 2015-05-28
• [Presentation] 東シベリア・スンタルハヤタ地域の山岳氷河の雪氷藻類群集-３年間の調査結果から- (2015)
  • Author(s): 田中 聡太，竹内 望，宮入 匡矢，藤澤 雄太，門田 勤，白川 龍生，日下 稜，高橋 修平，榎本 浩之，大畑 哲夫，矢吹 裕伯，紺屋 恵子，Alexander Fedorov，Pavel Konstantinov
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ（千葉県千葉市）
  • Year and Date: 2015-05-24 – 2015-05-28
• [Presentation] スバールバル諸島北西部の氷河におけるクリオコナイトの特性の空間分布 (2015)
  • Author(s): 宮内 謙史郎，竹内 望，Irvine-Fynn, T，Edwards, A.
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ（千葉県千葉市）
  • Year and Date: 2015-05-24 – 2015-05-28
• [Presentation] 富山県立山における雪氷藻類の色素の時間的空間的多様性 (2015)
  • Author(s): 中島 智美，竹内 望，植竹 淳，瀬川 高弘，渡辺 憲一，大沼 友貴彦，榊 龍太郎
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ（千葉県千葉市）
  • Year and Date: 2015-05-24 – 2015-05-28
• [Presentation] キルギス・グレゴリア氷河のアイスコア試料を用いたシアノバクテリアの遺伝子解析 (2015)
  • Author(s): 瀬川 高弘，竹内 望，米澤 隆弘
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ（千葉県千葉市）
  • Year and Date: 2015-05-24 – 2015-05-28
• [Presentation] 天山山脈グリゴレア氷帽アイスコア中の硝酸体窒素および酸素の安定同位体比 (2015)
  • Author(s): 竹内 望、大手 信人、藤田 耕史、Aizen Vladimir
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ（千葉県千葉市）
  • Year and Date: 2015-05-24 – 2015-05-28
• [Presentation] Darkening Greenland and cryoconite hole dynamics (2015)
  • Author(s): Takeuchi, N., R. Sakaki, T. Aoki, M. Niwano, Y. Onuma, S. Tanaka, R. Shimada, N. Nagatsuka, J. Uetake
  • Organizer: International Symposium on Arctic Research 4
  • Place of Presentation: 富山国際会議場（富山県富山市）
  • Year and Date: 2015-04-27 – 2015-04-30
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Forming process of cryoconite granules on Qaanaaq Glacier, northwestern Greenland (2015)
  • Author(s): Uetake, J., Segawa, T., Takeuchi, N., Nagatsuka, N., Motoyama, H., Aoki, T.
  • Organizer: International Symposium on Arctic Research 4
  • Place of Presentation: 富山国際会議場（富山県富山市）
  • Year and Date: 2015-04-27 – 2015-04-30
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Snow algal communities and its effect on melting of glaciers in Suntar Khayata Mountains range in eastern Siberia (2015)
  • Author(s): Tanaka, S., Takeuchi, N., Fujisawa, Y., Miyairi, M., Kadota, T., Shirakawa, T., Kusaka, R., Takahashi, S., Enomoto, H., Ohata, T., Yabuki, H., Konya, K., Fedorov, A., Konstantinov, P.
  • Organizer: International Symposium on Arctic Research 4
  • Place of Presentation: 富山国際会議場（富山県富山市）
  • Year and Date: 2015-04-27 – 2015-04-30
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Temporal and spatial variations in dark ice surface on Greenland ice sheet derived from MODIS satellite image (2015)
  • Author(s): Shimada, R., Takeuchi, N., Aoki, T.
  • Organizer: International Symposium on Arctic Research 4
  • Place of Presentation: 富山国際会議場（富山県富山市）
  • Year and Date: 2015-04-27 – 2015-04-30
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Temporal change in chlorophyll a concentration on a snowpack in Qaanaaq ice cap in northwest Greenland (2015)
  • Author(s): Onuma, Y., Takeuchi, N., Tanaka, S., Nagatsuka, N., Niwano, M., Aoki, T.
  • Organizer: International Symposium on Arctic Research 4
  • Place of Presentation: 富山国際会議場（富山県富山市）
  • Year and Date: 2015-04-27 – 2015-04-30
  • Int'l Joint Research