南極ドームふじ氷床コア中金属成分が示すエアロゾル気候変動

2015 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 26400462
• Research Institution: Yamagata University
• Principal Investigator: 鈴木 利孝 山形大学, 理学部, 教授 (90202134)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 氷床コア / 金属成分 / エアロゾル / 気候変動 / 南極

Outline of Annual Research Achievements

南極ドームふじ深層氷コア（全長3035.22m、最深部年代約72万年前）の2508.00-2943.10m（推定年代約35-67万年前）の区間と、底面氷と呼ばれる3007.00-3034.82ｍの区間の試料中のAl、Fe、Mn、Na、Mg、Ca等の金属成分全濃度（粒子態濃度+溶存態濃度）の測定を26年度から継続して行った。得られた結果により過去72万年にわたる気候・気温変動とエアロゾルのフラックス・組成変動との関連性、ドームふじ深層氷コアの底面状況について学会発表を行った。ドームふじ深層氷コアにつき新たに80試料の利用申請を行い承認され、分析準備中である。
次期深層氷コア掘削の候補地である新ドームふじ基地設営予定地を含む45地点から得た氷床表面積雪につき金属成分全濃度を測定した。結果を解析して新ドームふじ基地候補地周辺におけるエアロゾルの輸送・堆積環境を明らかにした。この成果は学会・論文発表の準備中である。
ドームふじ深層コアから過去の南極氷床表面におけるアルベド変動の復元を試みるため、雪氷中金属濃度とアルベド変動の関係を明らかにする実験も行った。26年度に購入した分光放射計により、2015-2016年冬期に山形県内各地の積雪地において、雪面アルベド測定と表面積雪採取の同時観測を行った。現在、積雪試料中の金属成分分析を行っているところであり、結果が得られ次第、雪氷中鉱物粒子量とアルベド変化の関係のモデル化を試みる。
過去72万年の長時間スケール気候変動とは別に、過去2000年程度の気候・環境変動を明らかにするため、第57次南極観測隊により実施された氷床中層掘削に大学院生を派遣した。観測により得られた氷床コア、積雪、エアロゾルの金属成分、イオン成分、安定同位体等を測定し、人類活動が活発化した過去2000年間における気候・環境変動を明らかにする予定である。

Current Status of Research Progress

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

Reason

本研究の目的は、1．南極氷床に空輸された粒子成分とイオン成分の分別解析を行うこと、2．陸・海起源エアロゾル濃度・組成変動と気温や温室効果気体濃度変動との関係を明らかにすること、3．急激な気候変動における陸・海起源エアロゾルの役割を定量的に評価することの3項目である。26年度から28年度までの「研究実施計画」として、ドームふじ深層氷コア約300試料の分析、国内外の積雪地や氷河・氷床における表面積雪中金属成分とアルベドの測定を行って、目的1と2を達成することを計画した。27年度終了の現時点で、ドームふじ深層コアの解析に関しては、底面氷を含め98試料の分析と解析が終了し、80試料が分析準備中である。さらに、南極氷床表面における金属成分の地理分布測定、山形県内の積雪地における雪面アルベド－雪中金属濃度の関係に関する基礎実験、グリーンランド氷床中金属濃度の比較測定も行うことができたため、達成度は「おおむね順調に進展している」とした。

Strategy for Future Research Activity

平成28年度は、南極ドームふじ深層コアの金属成分分析、山形県内積雪地における雪面アルベド－雪中金属濃度の同時測定を継続実施する。ドームふじ深層コアについては、これまでに氷期から退氷期にかけてのデータを多く取得したので、28年度は比較的低濃度が予想される間氷期相当深度の試料の分析をすすめる予定である。氷床中金属濃度の両極比較のためグリーンランド氷床掘削により得られている氷コア中の金属分析も行う予定である。第57次南極観測隊によって得られた氷床コア、積雪、エアロゾルの金属成分、イオン成分、安定同位体等を測定し、人類活動が活発化した過去2000年間における気候・環境変動を解析する予定である。
平成29年度は、ドームふじ深層コア、グリーンランド氷床コア、山形県内積雪等につき、さらに分析を進めて気候・環境変動解析の精度を高める。平成30年度は、29年度までに得られた結果の総合的解析を行い、急激な気候変動にともなうエアロゾルの組成・降下量の変動と海洋生物ポンプやアルカリポンプ仮説等との関連性等につき発表する予定である。

Research Products

• [Journal Article] Relationship between the concentration of impurity and albedo in snow surface (2015)
  • Author(s): Komuro, Y., T. Suzuki
  • Journal Title: Atmospheric and Climate Sciences Volume: 5 Pages: 426-432
  • DOI: 10.4236/acs.2015.54034
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Glaciological Data Collected by the 48th–54th Japanese Antarctic Research Expeditions during 2007–2013 (2015)
  • Author(s): Motoyama, H., Furukawa, T., Fujita, S., Shinbori, K., Tanaka, Y., Li, Y., Chung, J., Nakazawa, F., Fukui, K., Enomoto, H., Sugiyama, S., Asano, H., Takeda, Y., Hirabayashi, M., Nishimura, D., Matsunaga, T., Kuramoto, T., Kobashi, T., Kusaka, R., Kinase, T., Ikeda, C., Suzuki, T., et al.
  • Journal Title: JARE Data Reports Volume: 341 Pages: 1-44
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Intermediate-depth ice coring and related observations in 2015/2016 on the coastal region of Antarctic ice sheet (2015)
  • Author(s): Sudo, K., Motoyama, H., Kawamura, K., Sakurai, T., Takenaka, N., Noro, K., Arai, M., Suzuki, T.
  • Organizer: The Sixth Symposium on Polar Science
  • Place of Presentation: National Institute of Polar Research
  • Year and Date: 2015-11-16 – 2015-11-19
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 南極雪氷中の金属成分解析 (2015)
  • Author(s): 鈴木利孝
  • Organizer: JARE第IX期対応研究集会「南極雪氷科学の展開による新たな古環境復元とメカニズム理解にむけて」
  • Place of Presentation: 国立極地研究所
  • Year and Date: 2015-09-24 – 2015-09-25
• [Presentation] 第57次南極地域観測隊による氷床沿岸でのアイスコア中層掘削と周辺観測の計画について (2015)
  • Author(s): 本山秀明，川村賢二，櫻井俊光，竹中規訓，須藤健司，荒井美穂，野呂和嗣，鈴木利孝
  • Organizer: 2015年度雪氷研究大会
  • Place of Presentation: 信州大学
  • Year and Date: 2015-09-13 – 2015-09-16
• [Presentation] グリーンランド南東ドームにおける浅層掘削計画-掘削報告と初期コア解析- (2015)
  • Author(s): 飯塚芳徳，的場澄人，大藪幾美，山崎哲秀，門田萌，新堀邦夫，青木輝夫，斉藤健，宮本淳，古川峻仁，藤田秀二，堀彰，山口悟，大野浩，鈴木利孝，植村立，関宰，本山秀明
  • Organizer: 2015年度雪氷研究大会
  • Place of Presentation: 信州大学
  • Year and Date: 2015-09-13 – 2015-09-16
• [Presentation] グリーンランドSIGMA-D浅層氷コアの金属全濃度解析 (2015)
  • Author(s): 小室悠紀, 鈴木利孝, 平林幹啓, 大沼友貴彦, 箕輪昌紘, 山崎哲秀, 的場澄人, 藤田耕史, 本山秀明, 青木輝夫
  • Organizer: 2015年度雪氷研究大会
  • Place of Presentation: 信州大学
  • Year and Date: 2015-09-13 – 2015-09-16
• [Presentation] 南極ドームふじ深層コア中の金属成分 (2015)
  • Author(s): 荒井美穂, 鈴木利孝, 飯塚芳徳, 平林幹啓, 本山秀明
  • Organizer: 2015年度雪氷研究大会
  • Place of Presentation: 信州大学
  • Year and Date: 2015-09-13 – 2015-09-16
• [Presentation] 南極ドームふじ底面氷の金属成分組成 (2015)
  • Author(s): 熊谷康平, 鈴木利孝, 飯塚芳徳, 平林幹啓, 本山秀明
  • Organizer: 2015年度雪氷研究大会
  • Place of Presentation: 信州大学
  • Year and Date: 2015-09-13 – 2015-09-16
• [Presentation] 2015グリーンランド南東ドームコアの金属成分解析 (2015)
  • Author(s): 鈴木利孝
  • Organizer: 2015グリーンランド南東ドームコア研究シンポジウム
  • Place of Presentation: 北海道大学低温科学研究所
  • Year and Date: 2015-09-01 – 2015-09-02