2015 Fiscal Year Annual Research Report
タイ国産腕足動物化石の炭素・酸素同位体組成を用いた石炭紀～ペルム紀の古環境復元
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26302008
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
井龍 康文 東北大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (00250671)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
阿部 理 名古屋大学, 環境学研究科, 助教 (00293720)
浅海 竜司 琉球大学, 理学部, 准教授 (00400242)
高柳 栄子 東北大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (40729208)
原 英俊 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 地質情報研究部門, 研究員 (60357811)
山本 鋼志 名古屋大学, 環境学研究科, 教授 (70183689)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 腕足動物 / 同位体組成 / 微量金属元素 / 古環境復元 / 古生代 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成27年度は，タイ国の初期～中期ペルム系腕足動物化石Tyloplecta yangtzeensisならびにLiraplecta sp.の腹殻内側における炭素・酸素同位体組成を約1 mm間隔で分析し，殻内差ならびに個体差に関する詳細な研究を行った．この2種は，古生代に汎世界的に繁栄したプロダクタス科に属し，他地域との古環境の比較に際して有用であると考えられるため，検討試料として採用された．当初は，続成作用の影響が少ない化石殻を各種5個体以上検討する予定であったが，SEMで殻の保存状態を確認したところ，同位体分析に資する標本は各種2個体に限定された．
炭素・酸素同位体分析の結果，2種の腕足動物殻は，それぞれ異なる殻内変異を示したが，筋肉痕での炭素同位体組成の減少など，現生腕足動物と共通の特徴が確認された．また，同一殻内の炭素・酸素同位体組成には，それぞれ1.5‰～2.5‰，3.0‰～4.0‰の変動がみられ，同位体組成の殻内差の検討が重要であることを示唆している．特に，T. yangzeensisは，殻頂から約30mm以降の部位において，炭素同位体組成の個体差ならびに殻内差が小さくなることが明らかとなった．これは，同部位が古環境推定に有用であることを示している．一方，Liraplecta sp.は，殻頂から約20mm以降の部位において，殻内差が小さくなる個体が認められたが，個体差が大きいため，今後より詳細な検討が必要となる．これらの結果は，腕足動物殻化石の殻内差ならびに個体差が，先行研究における顕生代の海洋の炭素・酸素同位体組成変化の標準曲線の収束の悪さの一因となっていることを示唆する．
平成27年11月には，タイ国で改めて調査を行った．この調査では，古環境推定に有望な腕足動物化石を多数採集することができた．
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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
平成27年度は，同一層準から得られた同一種の殻を複数個体用いて炭素・酸素同位体組成の個体差を評価する研究を行う予定であった．化石殻の保存状態をSEM観察によって精査した結果，目標であった5個体以上の化石殻を検討するには至らなかった．しかしながら，先行研究における，顕生代の炭素・酸素同位体組成変化の収束の悪さの原因を示唆するには十分な成果を得ることができた．以上から，研究は概ね順調に進んでいると総括される．
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| Strategy for Future Research Activity |
平成28年度は，平成27年度の調査で新たに採取された腕足動物化石を用いて，より詳細な殻内差ならびに個体差の検証を行うとともに，初期～中期ペルム紀の高～低緯度間における炭素・酸素同位体組成の地域差を考察する．さらに，平成26年度に行ったKikaithyris hanzawaiの殻内側における微量金属元素濃度の分析と同様の手法を，タイ国産ペルム系腕足動物化石に適用することで，長期的な続成作用による微量金属元素と炭素・酸素同位体組成への影響に関する研究を行う．また，腕足動物殻化石のストロンチウム同位体分析を行い，その値を先行研究との比較し，地質年代を制約する．
腕足動物化石を用いて古環境を連続的に復元するためには，化石を多く含む単一の露頭で試料を得ることが必要となる．タイにおける化石含有層の露出状況は，予想より悪かったため，試料は限られた層準からのみ採取され，連続的な同位体組成の変動を考察することは困難である．しかし，ベトナム中部において，下部三畳系の露頭が広範に分布するという情報を得たため，平成28年度中に調査を行い，連続的かつ正確な古環境推定の研究を行う．
また，平成26年度～平成27年度の研究で行った一連の成果を受けて，古生代の腕足動物化石を用いた古環境推定を行うには，現生ならびに新生代の腕足動物殻の化学組成の知見が不可欠であることが明らかとなったため，平成28年度中に論文としてまとめる．
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| Causes of Carryover |
本年度予定していた腕足動物化石のclumped isotopeの分析を次年度に行うことになったため，同分析で用いる消耗品の購入を次年度に持ち越した．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度は，次年度分の分担金と次年度使用額をclumped isotopeの分析を行うための費用として用いる予定である．
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Research Products
(8 results)
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[Journal Article] Quantitative analysis of intraspecific variations in the carbon and oxygen isotope compositions of the modern cool-temperate brachiopod Terebratulina crossei.2015
Author(s)
Takayanagi, H., Asami, R., Otake, T., Abe, O., Miyajima, T., Kitagawae, H. and Iryu, Y.
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Journal Title
Geochimica et Cosmochimica Acta
Volume: 170
Pages: 301-320
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Presentation] Within- and inter-shell variations in carbon and oxygen isotope composition of modern brachiopods.2015
Author(s)
Takayanagi, H., Asami, R., Otake, T., Abe, O., Miyajima, T., Sasaki, K., Kitagawa, H., and Iryu, Y.
Organizer
The 7th International Brachiopod Congress
Place of Presentation
南京（中国）
Year and Date
2015-05-24
Int'l Joint Research
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