鉄とネオジム同位体を指標とした海洋生態系物質循環の解明
| Project/Area Number |
17H01857
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Research Field |
Environmental dynamic analysis
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
淺原 良浩 名古屋大学, 環境学研究科, 准教授 (10281065)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
長島 佳菜 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球環境部門(地球表層システム研究センター), 技術研究員 (90426289)
藤木 徹一 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球環境部門(地球表層システム研究センター), 主任技術研究員 (30598248)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥16,120,000 (Direct Cost: ¥12,400,000、Indirect Cost: ¥3,720,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2019: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2018: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2017: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
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| Keywords | 同位体 / 鉄 / ネオジム / 海洋 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
鉄は海洋の生態系をコントロールする重要な要因の1つであるが、海洋一次生産者である植物プランクトンが摂取している鉄の起源や化学形態に関する知見は少なく、そのため大陸などからの鉄の供給と生物生産の関係を定量的に評価することが困難である。本研究では、鉄（Fe）の安定同位体とネオジム（Nd）の放射壊変起源同位体を併用し、植物プランクトンが摂取する鉄の起源・形態を特定することが第一の目的である。さらに、この結果に基づき、北太平洋亜寒帯域や北極海に供給される鉄の起源・量の年変化・季節変化を同位体データおよび化学データから推定し、生物生産量・生物群集の変化のデータと対比しながら、これらの海域の生物生産と陸域からの鉄供給との関係を定量的に評価することが第二の目的である。
沈降粒子中の鉄の起源を特定する指標としてのFe同位体とNd同位体の有用性の検証を進めるため、初年度（平成29年度）は分析技術の確立に重点を置き研究を進めた。具体的には、(i)逐次溶解法による沈降粒子試料からの各種構成成分の分離・抽出条件の最適化と、(ii)極微量ネオジムの同位体比測定法の確立を行った。2年目（平成30年度）は、これらの分析法を実試料に適用した。具体的には、北太平洋亜寒帯域の沈降粒子に逐次溶解法を適用し、各成分の主成分、微量成分の定量分析、Sr、Ndの同位体分析を進めた。その結果、沈降過程での珪酸塩砕屑粒子の組成変化を新たに確認する、などの成果が得られた。一方、逐次溶解法による分離・抽出条件に一部問題点も確認された。3年目（令和元年度）は、この分析上の問題点を解決した上で、沈降粒子の年変化・季節変化に本格的に取り組んだ。その結果、同位体組成および化学組成の季節変化を見出すとともに、その変動の主要因を特定することに成功した。これは、北太平洋亜寒帯域への供給物質の定量的評価の手掛かりとなる重要な成果である。
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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30年度（2年目）終了時には進捗状況は「やや遅れている」状態であったが、令和元年度（3年目）当初の交付申請書に記載した研究実施計画はおおむね順調に進展している。3年目は、2年目に残されていた分析手法の問題点を解決した上で、北太平洋亜寒帯域の沈降粒子の年変化・季節変化の解析に取り組み、3年目の研究実施計画は順調に実施できた。具体的には、分析上の問題点を解決するため逐次溶解の条件設定を一部見直し、さらに、想定外に少なかった珪酸塩砕屑物成分の分析法の見直すことで、手法の改良を3年目の前半までに完了した。その後、沈降粒子（実試料）の年変化・季節変化の本格的な分析を再開し、年度末の3月までに、年変化 ・季節変化のデータの取得は順調に進んだ。その結果、季節変化を見出すとともに、その変動の主要因の特定に成功した。
以上の通り、令和元年度の研究実施計画はおおむね順調に進んでおり、最終年度（令和2年度）で当初の研究目的を十分に達成できる見通しがある。
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| Strategy for Future Research Activity |
最終年度（4年目）は、詳細な季節変化のデータを取得するため、引き続き北太平洋亜寒帯域の沈降粒子の分析を行う。ネオジム（Nd）および鉄（Fe）の同位体比測定は、代表者の研究室の表面電離磁場型質量分析計（TIMS）、韓国資源地質研究院（KIGAM）の多重検出器型ICP-MS（MC-ICP-MS）をそれぞれ用いて行う。MC-ICP-MSについては、名古屋大学とKIGAMとの同位体地球化学の研究プロジェクトの一環で利用する計画である。8月頃に代表者と分担者、研究協力者の4名が集まり、沈降粒子の年変化・季節変化の分析データを吟味し、データの取りまとめを進める。追加分析の結果に基づき、8月頃までには、化学組成、同位体組成、鉱物組成の1年間の時系列変化を対比し、起源物質の特定とその季節変化を明らかにする。Fe、Sr、Nd同位体組成から、アジア大陸からの風成塵、千島列島からの火山灰、オホーツク海からの流入物など、この海域への供給物質の季節変動を確認できる見込みである。
これまでに得られた研究成果を国内会議等で発表するとともに、国際誌に論文を投稿する。
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Report
(3 results)
Research Products
(18 results)
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[Journal Article] Late Miocene-mid Pliocene tectonically-induced formation of the semi-closed Japan Sea, inferred from seawater Nd isotopes2018
Author(s)
Kozaka, Y., Horikawa, K., Asahara, Y., Amakawa, H., Okazaki, Y.
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Journal Title
Geology
Volume: 46
Pages: 903-906
DOI
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Peer Reviewed
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[Book] Orbital-Scale Paleoceanographic Response to the Indian Monsoon in the Laxmi Basin of the Eastern Arabian Sea2019
Author(s)
Khim, B.K., Kim, J.E., Horikawa, K., Ikehara, M., Asahara, Y., Lee, J.M.
Total Pages
188
Publisher
Springer, Cham
ISBN
9783030015985
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