北太平洋中層水により長距離輸送される溶存鉄の起源と化学形態の解明

2018 Fiscal Year Annual Research Report

• Project Area: Ocean Mixing Processes: Impact on Biogeochemistry, Climate and Ecosystem
• Project/Area Number: 18H04910
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 山下 洋平 北海道大学, 地球環境科学研究院, 准教授 (50432224)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 海洋科学 / 生物地球化学 / 溶存鉄 / 溶存有機物 / 北太平洋中層水

Outline of Annual Research Achievements

海洋の生物生産にとって必須栄養素である鉄の一般的な無機海水に対する溶解度は極めて低い。北太平洋中層水をはじめとしたオホーツク海および北太平洋の中層水中では、鉄が理論的溶解度を大きく超える高濃度で存在する事、中層水循環に伴い長距離輸送される事が、先行研究から示された。しかし、中層水循環に伴う長距離輸送を可能にする溶存鉄の化学形態に関する知見はほとんど無く、北太平洋における鉄循環の実状は解明されていない。

本申請研究代表者は、海洋における腐植様溶存有機物の動態に関して研究成果を積み重ねてきた。特に、腐植様溶存有機物が鉄と錯形成可能な有機配位子である事に着目し、研究協力者と共同で、オホーツク海海盆域から西部北太平洋亜熱域における腐植様溶存有機物と溶存鉄の南北断面の分布を明らかにした。その結果、オホーツク海で陸起源腐植様溶存有機物と錯形成した鉄が、中層水の循環に伴い北太平洋の中層に広く輸送されている事が推察された。本申請研究では、①これらの過去に実施された観測結果の解析から、中層水循環に伴い長距離輸送される堆積物由来鉄に対する腐植様溶存有機物の貢献を明らかにする事、②2018年度に実施される航海で観測および試料採取することにより、北太平洋の中層水中の溶存鉄の新たな起源を再評価する事を目的とした。

2018年度に実施した解析の結果、北太平洋の中層水循環により輸送される鉄の化学形態として、腐植物質と錯形成している鉄とそうでない鉄が存在する事が示唆され、腐植物質と錯形成している鉄の方がより長距離輸送される事が分かった。また、2018年度に実施された航海で計画通りの観測および試料採取を実施する事ができた。

Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

2018年度は、海洋観測および試料採取を実施する事ができ、中層水により長距離輸送される堆積物由来鉄の化学形態を解明できた。前者は計画通りであり、後者は当初の計画を大きく上回る成果である。

Strategy for Future Research Activity

2019年度は、2018年度に採取した試料の分析結果を加え、統合的にデータ解析を行い、北太平洋の中層水循環により長距離輸送される溶存鉄の起源と化学形態の解明を行う。