2016 Fiscal Year Annual Research Report
Coral polyp-scale modeling for elucidating vital effect of coral skeletal record
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26610167
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
中村 隆志 東京工業大学, 環境・社会理工学院, 講師 (20513641)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | サンゴ骨格 / 炭素安定同位体比 / vital effect / モデル / 数値シミュレーション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
サンゴ骨格に記録される炭素安定同位体比のvital effectを解明するために、サンゴポリプモデル（Nakamura et al 2013, Coral Reefs: 32 779-794）に組み込む炭素同位体の拡張モジュールの開発を行った。このモデルを用いた数値実験により、サンゴ骨格の炭素安定同位体比のvital effectは呼吸由来の無機炭素が40~50%程度石灰化母液に混入し、石灰化に使用されることでうまく説明できることが分かった。また、このモデルによってサンゴ骨格の年輪に記録される炭素同位体比の年周変動も再現された。この年周変動は、サンゴ組織の炭素同位体比の変動と連動しており、この変化は主に日射量の年周変動に起因する光合成速度の年周変動よって引き起こされていることが分かった。ただし、年輪に記録された炭素同位体比の年周変動変化幅~3 ‰程度であるのに対し、モデルでは1‰程度の変化幅しか再現できなかった。そのため、残りの2‰程度の変化は海水中の全炭酸の炭素同位体比に由来すると考えられた。そこで、サンゴの飼育実験を行い、実際のサンゴの代謝とそれに伴う全炭酸の炭素同位体比の変化を調べ、モデルの検証に用いた。さらに、この炭素同位体モジュールを組み込んだサンゴポリプモデルを、炭素同位体モジュールを組み込んだサンゴ礁スケールの流動－水質モデルとカップリングすることでリーフ内の全炭酸の炭素同位体比変動を再現することに成功した。その結果から、残り約2‰の変化が海水中の全炭酸の変化から説明可能であることが示唆された。なお、本研究で開発したソースコードは、はば広い利用を目的にすべてのソースコードをオープン化し、GitHub上（https://github.com/NakamuraTakashi/reef_ecosy）で公開した。
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