Application of X-ray computed tomography on coral skeletal climatology

• Project/Area Number: 18H03366
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 63010:Environmental dynamic analysis-related
• Research Institution: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• Principal Investigator: 鈴木 淳 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 地質調査総合センター, 研究グループ長 (60344199)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 千徳 明日香 琉球大学, 理学部, 助教 (00722802) ; 新垣 誠司 九州大学, 理学研究院, 准教授 (10452963) ; 林 正裕 公益財団法人海洋生物環境研究所, 海生研実証試験場, 研究員 (20444870) ; 天野 敦子 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 地質調査総合センター, 主任研究員 (20467848) ; 垣田 浩孝 日本大学, 文理学部, 教授 (40356754) ; 井口 亮 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 地質調査総合センター, 主任研究員 (50547502) ; 石村 豊穂 京都大学, 人間・環境学研究科, 准教授 (80422012) ; 岩崎 晋弥 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球環境観測研究開発センター, 特別研究員(PD) (70751006) ; 大野 良和 沖縄工業高等専門学校, 生物資源工学科, 助教 (30814298)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2022-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2021)
• Budget Amount: ¥17,290,000 (Direct Cost: ¥13,300,000、Indirect Cost: ¥3,990,000); Fiscal Year 2021: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000); Fiscal Year 2020: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000); Fiscal Year 2019: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000); Fiscal Year 2018: ¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
• Keywords: 石灰化 / 地球温暖化 / 海洋酸性化 / 年輪 / サンゴ礁 / 生物硬化作用 / 生物鉱化作用

Outline of Annual Research Achievements

研究計画２年目は、サンゴ骨格成長量についての3次元計測の実現に向けた検討を行った。従来の切断面に沿った直線成長量（cm y-1など）に代わり、群体全体での石灰化量（1群体あたりや群体表面積あたりのgCaCO3 y-1など）を求める計測法を開発することを目指した。これにより、現在進行中の海洋酸性化トレンドに対応したサンゴの石灰化量の変化を検討することができる。
この前提として、まず枝状サンゴ群体を例に、表面積計測のルーチン化と精度評価を実施した。この目的のために、マイクロフォーカスＣＴスキャンを用いてハナヤサイサンゴ群体の表面積計測を実施した。表面積の計測としては、従来はアルミ箔法と呼ばれる方法が一般に用いられている。アルミ箔法とマイクロフォーカスＣＴによる表面積計測を比較したところ、アルミ箔を用いた計測法よりもマイクロフォーカスＣＴによる表面積は、平均で7 cm2程度大きな値が得られた（n=10）。これは、マイクロフォーカスＣＴスキャンにより、アルミ箔法よりも詳細な表面形状を読み採れたためと考えられる。
また、石灰化量測定用のサンゴ骨格試料を、新たに得ることを目的として、海洋酸性化条件での飼育実験を実施した。天草・牛深の温帯性サンゴ礁の水深約4 mに分布するスギノキミドリイシの4つの群体からそれぞれ12本、計48本のサンゴ枝を採取し、試料として用いた。採取した試料は接着剤でプラスチックボルトに固定し、均一な環境下で飼育できるようにした。二酸化炭素分圧をそれぞれおよそ450、750、1200、2000 ppmに調節された4水槽を用意し、各群体から3本ずつの試料を水槽に配置し、約半年間飼育した。スギノキミドリイシについて二酸化炭素分圧の上昇に伴い重量成長率が減少することが確認された。これらの試料について、次年度以降にマイクロフォーカスＣＴによる各種解析を予定している。

Current Status of Research Progress

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

Reason

2020年２月頃より新型コロナウイルス感染症の対策強化に伴い、サンゴ飼育実験を実施している新潟県柏崎市の公益財団法人海洋生物環境研究所への出張が不可能になるなど、若干の影響が生じている。

Strategy for Future Research Activity

４年計画の２年目の終了にあたり、一定の進捗は得られているが、今後、参画研究者の連絡を密にして、研究の加速を図る。

Research Products

• [Journal Article] Novel reverse radioisotope labelling experiment reveals carbon assimilation of marine calcifiers under ocean acidification conditions (2020)
  • Author(s): 8.Nishida, K., Chew, Y. C., Miyairi, Y., Hirabayashi, S., Suzuki, A., Hayashi, M., Yamamoto, Y., Sato, M., Nojiri, Y., Yokoyama , Y.
  • Journal Title: Methods in Ecology and Evolution Volume: － Pages: 739-750
  • DOI: 10.1111/2041-210x.13396
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Local marine reservoir age variability at Luzon Strait in the South China Sea during the Holocene (2019)
  • Author(s): Hirabayashi Shoko、Yokoyama Yusuke、Suzuki Atsushi、Esat Tezer、Miyairi Yosuke、Aze Takahiro、Siringan Fernando、Maeda Yasuo
  • Journal Title: Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms Volume: 印刷中 Pages: 171-177
  • DOI: 10.1016/j.nimb.2018.12.001
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Insight into Western Pacific Circulation from South China Sea Coral Skeletal Radiocarbon. (2019)
  • Author(s): Hirabayashi, S., Yokoyama, Y., Suzuki, A., Miyairi, Y., Aze, T., Siringan, F., & Maeda, Y.
  • Journal Title: Radiocarbon Volume: 61(6) Pages: 1923-1937
  • DOI: 10.1017/rdc.2019.145
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] 海洋炭酸系の基礎と海洋酸性化 (2018)
  • Author(s): 鈴木 淳，井口 亮
  • Organizer: 2018年度地球環境史学会年会
  • Invited