ウラン系列核種と宇宙線生成核種による侵食運搬過程定量の新手法開発と物質循環解明

• Project/Area Number: 13J10190
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Geology
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 中村 淳路 東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC2)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥2,400,000 (Direct Cost: ¥2,400,000); Fiscal Year 2014: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000); Fiscal Year 2013: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
• Keywords: 侵食 / 削剥 / 宇宙線照射生成核種 / 物質循環

Outline of Annual Research Achievements

土壌や岩石の侵食は地球表層環境において重要な役割を担っている。土壌中に含まれる栄養塩は陸上生命にとって必要不可欠であり、また海洋への溶存物質の供給は海洋生命圏の維持に必須となっている。本研究課題の目的は地球化学的手法により陸上の侵食速度を定量的に復元し、地球上の物質循環解明の鍵となる侵食速度の制御要因を明らかにすることである。
まず昨年度に行なった野外調査にて入手した試料中の宇宙線生成核種の測定を行なった。宇宙線生成核種とは、宇宙線の照射によって岩石中に極微量に生成される核種で、その濃度は照射による生成と、侵食による損失で決定される。したがって核種濃度から侵食速度を求めることが可能である。試料の測定結果は集水域斜面の傾斜角が大きいほど侵食速度が大きいことを示していた。この関係から、中緯度湿潤地域における斜面傾斜角と侵食速度に関する経験式が得られた。また得られた侵食速度は、ダムの堆砂量および熱年代学的手法によって求まった侵食速度と整合的であった。さらに本研究では過去の侵食速度を復元するため、堆積物コア試料中の宇宙線生成核種の測定を行なった。その結果、完新世を通じた侵食速度の履歴を求めることができた。
なお、宇宙線照射生成核種の分析では、効率的な石英の抽出とクリーニングが必要である。本年度はケイフッ化水素酸を用いた撹拌溶解手法を改良し、石英の回収率向上に成功した。さらにキャリアとして加えるBe標準溶液に関する検討を行い、同位体比測定のバックグラウンドを一桁低下させた。以上の前処理法の改良により、これまで測定が極めて困難であった低濃度試料を測定することが可能となった。これらの手法開発は宇宙線生成核種を用いた研究分野全体の発展に寄与すると位置づけられる。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] 中新世以降のアラスカ湾は珪藻の海か？-統合国際深海掘削計画（IODP）第341次航海微化石報告 (2015)
  • Author(s): 今野進, 朝日博史, Belanger, C.L., 福村朱美, Gupta, S.M., 喜岡新, 松崎賢史, 中村淳路, 小嶋孝徳, Romero, O.E., 須藤斎, the Expedition 341 Scientists
  • Journal Title: 化石 Volume: 97 Pages: 1-2
  • NAID: 110009924173
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Formation and geomorphologic history of the Lonar impact crater deduced from in situ cosmogenic 10Be and 26Al (2014)
  • Author(s): Nakamura, A., Yokoyama, Y., Sekine, Y., Goto, K., Komatsu, G., Kumar, P.S., Matsuzaki, H., Kaneoka, I., Matsui, T.
  • Journal Title: Geochemistry, Geophysics, Geosystems Volume: 15 Issue: 8 Pages: 3190-3197
  • DOI: 10.1002/2014gc005376
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Direct comparison of site-specific and basin-scale erosion rate estimation by in-situ cosmogenic nuclides: an example from the Abukuma Mountains, Japan (2014)
  • Author(s): Nakamura, A., Yokoyama, Y., Shiroya, K., Miyairi, Y., Matsuzaki, H.
  • Journal Title: Progress in Earth and Planetary Science Volume: 1 Issue: 1
  • DOI: 10.1186/2197-4284-1-9
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Proceedings of the Integrated Ocean Drilling Program, 341 (2014)
  • Author(s): Jaeger, J. M., S. P. S. Gulick, L. J. LeVay, and the Expedition 341 Scientists (including Nakamura. A.)
  • Journal Title: Proc. IODP Volume: 341
  • DOI: 10.2204/iodp.proc.341.2014
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Southern Alaska Margin : interactions of tectonics, climate, and sedimentation (2013)
  • Author(s): Expedition 341 Scientists (including Nakamura. A.)
  • Journal Title: IODP Preliminary Report Volume: 341
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Relation between tectonic uplift rates and erosion rates in the Kiso Range (central Japanese Alps) from in situ cosmogenic nuclides (2015)
  • Author(s): Nakamura, A., Yokoyama, Y., Fujiwara, O., Hori, K., Miyairi, Y., Matsuzaki, H.
  • Organizer: XIX INQUA 2015
  • Place of Presentation: Nagoya Congress Center, Nagoya, Japan
  • Year and Date: 2015-07-26 – 2015-08-02
• [Presentation] 宇宙線照射生成核種に基づく木曽山脈の隆起・侵食史 (2015)
  • Author(s): 中村淳路, 横山祐典, 藤原治, 堀和明, 宮入陽介, 松崎浩之
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2015年大会
  • Place of Presentation: 千葉県, 幕張メッセ
  • Year and Date: 2015-05-26
• [Presentation] アラスカ南部プレート沈み込み帯ウェッジ内の物質循環と氷河作用 (2015)
  • Author(s): 喜岡新, 朝日博史, Worthington, L.L., Davies-Walczak, M., 小嶋孝徳, Jaeger, J.M., Gulick, S.S., LeVay, L., 中村淳路, 須藤斎, 芦寿一郎
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2015年大会
  • Place of Presentation: 千葉県, 幕張メッセ
  • Year and Date: 2015-05-25
• [Presentation] 侵食速度の氷期-間氷期変動：宇宙線照射生成核種の深度プロファイルによる復元 (2014)
  • Author(s): 中村淳路, 横山祐典, 宮入陽介, 松崎浩之
  • Organizer: 日本第四紀学会2014年大会
  • Place of Presentation: 千葉県, 大気海洋研究所
  • Year and Date: 2014-09-19
• [Presentation] 放射性炭素年代測定法とウラン系列核種年代測定法を用いた日本の石筍の年代測定 (2014)
  • Author(s): 関有沙, 横山祐典, 宮入陽介, 中村淳路, 鈴木淳, 菅浩伸, 松崎浩之, Esat, T., Eggins, S.
  • Organizer: 日本第四紀学会2014年大会
  • Place of Presentation: 千葉県, 大気海洋研究所
  • Year and Date: 2014-09-19
• [Presentation] アラスカ湾堆積物から探る北米氷床の消長と海洋環境動態‐IODP第341次アラスカ湾掘削の船上分析結果概要 (2014)
  • Author(s): 須藤 斎, 朝日博史, 福村朱美, 喜岡新, 今野進, 松崎賢史, 中村淳路, 小嶋孝徳, Expedition 341 Scientists
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2014年大会
  • Place of Presentation: 神奈川県, パシフィコ横浜
  • Year and Date: 2014-04-30
• [Presentation] Variations of marine pore water salinity and chlorinity in Gulf of Alaska sediments (IODP Expedition 341) (2014)
  • Author(s): Marz, C., Mix, A.C., McClymont, E., Nakamura, A., Berbel, G., Gulick, S., Jaeger, J., Schneider, L., the Expedition 341 Scientists Team
  • Organizer: EGU2014
  • Place of Presentation: Vienna, Austria
  • Year and Date: 2014-04-27 – 2014-05-02
• [Presentation] 地球表層プロセス定量化のための宇宙線照射生成核種測定 : 中緯度湿潤地域の侵食速度とその制御要因 (2014)
  • Author(s): 中村淳路, 横山祐典, 宮入陽介, 松崎浩之
  • Organizer: 第16回AMSシンポジウム
  • Place of Presentation: 千葉県、大気海洋研究所
  • Year and Date: 2014-03-19
• [Presentation] Formation age and geomorphologic history of the Lonar impact crater deduced from in- situ cosmogenic <10>^Be and <26>^Al (2013)
  • Author(s): Nakamura. A., Y. Yokoyama, Y. Sekine, K. Goto, G. Komatsu, P. S. Kumar, H. Matsuzaki, T. Matsui
  • Organizer: American Geophysical Union Fall Meeting 2013
  • Place of Presentation: San Francisco, USA
  • Year and Date: 2013-12-11
• [Presentation] Porewater salinity and o 180 reveal a kilometer-deep subsurface pathway for glacial meltwater into the Gulf of Alaska (2013)
  • Author(s): Mix, A. C., C. Maerz, E. McClymont, A. Nakamura, G. Berbel, L. L. Worthington, M. H. Davies, S. P. S. Gulick, J. M. Jaeger
  • Organizer: American Geophysical Union Fall Meeting 2013
  • Place of Presentation: San Francisco, USA
  • Year and Date: 2013-12-10
• [Presentation] Potential links between onshore tectonics and terrestrial organic carbon delivery to distal submarine fan environments : IODP Site U1417, Surveyor Fan, Gulf of Alaska (2013)
  • Author(s): Childress, L. B., K. D. Ridgway, N. E. Blair, H. Bahlburg, G. Berbel, E. A. Cowan, M. Forwick, S. P. S. Gulick, J. M. Jaeger, C. Maerz, E. McClymont, C. M. Moy, J. Muller, A. Nakamura, F. Ribeiro
  • Organizer: American Geophysical Union Fall Meeting 2013
  • Place of Presentation: San Francisco, USA
  • Year and Date: 2013-12-10
• [Presentation] 表面照射年代法によるロナクレーターの年代決定および侵食過程の復元 (2013)
  • Author(s): 中村淳路, 横山祐典, 関根康人, 後藤和久, 小松吾郎, P. Senthil Kumar, 松崎浩之, 松井孝典
  • Organizer: 2013年度日本地球化学会年会
  • Place of Presentation: 茨城県、筑波大学
  • Year and Date: 2013-09-13
• [Presentation] 表面照射年代法を用いたロナクレーターの年代および地形学 (2013)
  • Author(s): 中村淳路, 横山祐典, 関根康人, 後藤和久, 小松吾郎, P. Senthil Kumar, 松崎浩之, 松井孝典
  • Organizer: 地球惑星科学連合2013年度大会
  • Place of Presentation: 千葉県、幕張メッセ
  • Year and Date: 2013-05-21
• [Book] インダス 南アジアの基層世界を探る, 第4章4-3, 湖沼堆積物の分析 (2013)
  • Author(s): 中村淳路, 横山祐典, (長田俊樹編著)
  • Publisher: 京都大学出版会