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グリーンランド氷床コアから解読する過去の急激な気候変動と陸海域環境への影響

Research Project

Project/Area Number 18H04140
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Medium-sized Section 63:Environmental analyses and evaluation and related fields
Research InstitutionNational Institute of Polar Research

Principal Investigator

東 久美子  国立極地研究所, 研究教育系, 教授 (80202620)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 近藤 豊  国立極地研究所, 国際北極環境研究センター, 特任教授 (20110752)
平林 幹啓  国立極地研究所, 研究教育系, 特任助手 (20399356)
永塚 尚子  国立極地研究所, 研究教育系, 特任研究員 (30733208)
中澤 文男  国立極地研究所, 研究教育系, 助教 (80432178)
Project Period (FY) 2018-04-01 – 2022-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥44,070,000 (Direct Cost: ¥33,900,000、Indirect Cost: ¥10,170,000)
Fiscal Year 2021: ¥9,880,000 (Direct Cost: ¥7,600,000、Indirect Cost: ¥2,280,000)
Fiscal Year 2020: ¥11,310,000 (Direct Cost: ¥8,700,000、Indirect Cost: ¥2,610,000)
Fiscal Year 2019: ¥10,010,000 (Direct Cost: ¥7,700,000、Indirect Cost: ¥2,310,000)
Fiscal Year 2018: ¥12,870,000 (Direct Cost: ¥9,900,000、Indirect Cost: ¥2,970,000)
Keywordsグリーンランド / 氷床コア / 急激な気候変動 / 陸海域環境
Outline of Annual Research Achievements

本研究ではグリーランド氷床コアを用いてDOイベントを詳細に解析することで、過去に地球システムが臨界点を超えた際の温暖化の速度、温暖化と連動した陸域・海洋・大気の変化、陸域・海洋・大気の変化の速度、さらに気候が安定していた時代との違いを解明することを目的として、以下の研究を実施した。
・グリーンランドのEGRIP地点で国際共同研究によって実施している氷床コアの掘削と現場解析に参加した。
・EGRIP地点で掘削した深層氷床コア(EGRIPコア)を、スイスのベルン大学において、国際共同研究により連続融解分析(CFA分析)を実施した。2018年度は深度900mまでのCFA分析を実施したので、本年度は900~1400mの深度のCFA分析を実施し、2018年度とあわせて完新世~ヤンガードライアスまでの分析を終了した。日本からはブラックカーボン分析装置(SP2)を持ち込んでベルン大学のCFA装置に接続し、ブラックカーボンの高時間分解能データを取得した。また、CFA装置を用いて融解したサンプルの一部を、CFA装置に接続したフラクション・コレクターによって自動採取した。さらにSP2により取得した高時間分解能のブラックカーボンのデータについては国内で解析を実施した。
・2018年度に導入した固体微粒子分析装置(Coulter Multisizer 4e)と従来のコールター式固体微粒子分析装置(Coulter Multisizer 4)の比較実験を行い、同じ粒径範囲で整合性のある分析結果が得られるか確認する実験を行った。両者で測定した濃度は10%以内で一致した。新規装置でしか測定できない小粒径の粒子の分析精度を検証した。また、走査型電子顕微鏡を用いてEGRIP浅層コアに含まれている鉱物ダスト粒子の成分分析を開始した。
・レーザー式固体微粒子分析装置を新規に導入するため、本年度はレーザー式固体微粒子分析装置の部品の選定、組み立て、立ち上げを行った後、グリーンランドの雪試料を用いて動作テストを行った。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

若手の研究分担者がEGRIPで実施している掘削と現場解析に参加したことで、日本の若手研究者が国際研究コミュニティとネットワークを築くことができ、研究を推進する上で重要な情報交換を行うことができたとともに、人材育成に貢献した。また、研究分担者と研究協力者がベルン大学で実施した国際CFA分析キャンペーンに参加したことで、CFA分析に関する最新情報の交換を行うことができ、EGRIP深層コアのデータ解釈に有用な情報を得ることができた。ベルン大学で実施したCFAキャンペーンで得られたEGRIP深層コアのブラックカーボンのデータは高精度であるだけでなく、世界で始めて粒径のデータを取得することができた。また、2台のコールター式固体微粒子分析装置を用いて濃度データの比較実験を行い、両者のデータには系統的な差があるものの、その差は測定値の10%以内であることを明らかにした。新規に導入するレーザー式固体微粒子分析装置については、予定通り部品の選定、組み立て、立ち上げを行った後、グリーンランドの積雪試料を用いて動作を実施した。現代の積雪中の固体微粒子濃度が非常に少ないことから多量の積雪試料を用いる必要があることが分かったが、融解した積雪試料を循環して利用することで統計的に有意なデータを取得できることが分かった。このように、コロナ禍により研究計画の一部に遅れが生じたものの、事故繰越をしたことで、予定通り研究を進めることができた。

Strategy for Future Research Activity

完新世は最終氷期と異なり、気候が比較的安定している。しかし、過去数百年を見た場合、北極域では20世紀前半に温暖な時期があったことが知られている。また、1990年代から急速な温暖化が進行している。最終氷期の急激な気候変動との比較のため、このように過去数百年の間に生じた温暖化の実態と、温暖化に伴う環境変動を把握する必要がある。そのため、グリーンランドのEGRIP地点で掘削した浅層氷床コアの分析を実施する。高時間分解能の連続データを得るため、氷床コア連続融解分析システム(CFAシステム)を用いた分析を実施する。CFAシステムの融解部に接続した水同位体比分析計で水の安定同位体比を、固体微粒子分析計でダストを、Single Particle Soot Photometer(SP2)でブラックカーボンを、ICP質量分析計で元素分析を実施する。また、CFAシステムで分注した不連続サンプルを用いてコールターカウンターによるダスト分析とイオンクロマトグラフによるイオン分析を開始する。さらに、走査型電子顕微鏡を用いてグリーンランド・コアに含まれている鉱物ダスト粒子の成分分析を行う。
2019年度にベルン大学で実施したEGRIP深層コアの国際共同CFAキャンペーンに参加し、深度900~1400mの部分の分析を行ったので、国立極地研究所が担当したブラックカーボン分析によって得られたデータを解析し、過去のバイオマスバーニングの歴史的変遷を解明するとともに、気候との関わりを研究する。

Report

(2 results)
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report

Research Products

(65 results)

All 2020 2019 2018 Other

All Int'l Joint Research (11 results) Journal Article (8 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Peer Reviewed: 8 results,  Open Access: 6 results) Presentation (45 results) (of which Int'l Joint Research: 20 results) Remarks (1 results)

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    • Author(s)
      Shigeyama, W., Nagatsuka, N., Homma, T., Takata, M, Goto-Azuma, K., Weikusat, I., Drury, M. R., Kuiper, E.-J. N., Mateiu, R. V., Azuma, N., Dahl-Jensen, D., Kipfstuhl, S
    • Journal Title

      BGR

      Volume: 37 Issue: 0 Pages: 31-45

    • DOI

      10.5331/bgr.19r01

      10.5331/bgr.19R01

    • NAID

      130007762669

    • ISSN
      1345-3807, 1884-8044
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    • Author(s)
      SARUYA TOMOTAKA、NAKAJIMA KOKI、TAKATA MORIMASA、HOMMA TOMOYUKI、AZUMA NOBUHIKO、GOTO-AZUMA KUMIKO
    • Journal Title

      Journal of Glaciology

      Volume: 65 Pages: 531-541

    • DOI

      10.1017/jog.2019.29

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  • [Journal Article] Glacially sourced dust as a potentially significant source of ice nucleating particles2019

    • Author(s)
      Tobo Yutaka、Adachi Kouji、DeMott Paul J.、Hill Thomas C. J.、Hamilton Douglas S.、Mahowald Natalie M.、Nagatsuka Naoko、Ohata Sho、Uetake Jun、Kondo Yutaka、Koike Makoto
    • Journal Title

      Nature Geosci

      Volume: 12 Pages: 253-258

    • DOI

      10.1038/s41561-019-0314-x

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    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Black Carbon and Inorganic Aerosols in Arctic Snowpack2019

    • Author(s)
      Mori, T., Goto-Azuma, K., Kondo, Y., Ogawa-Tsukagawa, Y., Miura, K., Hirabayashi, M., Oshima, N., Koike, M., Kupiainen, K., Moteki, N., Ohata, S., Sinha, P. R., Sugiura, K., Aoki, T., Schneebeli, M., Steffen, K., Sato, A., Tsushima, A., Makarov, V., Omiya, S., Sugimoto, A., Takano, S., Nagatsuka
    • Journal Title

      J. Geophys. Res. Atmos.

      Volume: 124 Pages: 13325-13356

    • DOI

      10.1029/2019jd030623

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    • Author(s)
      東 久美子
    • Journal Title

      Chikyukagaku

      Volume: 53 Issue: 4 Pages: 133-148

    • DOI

      10.14934/chikyukagaku.53.133

    • NAID

      130007773192

    • ISSN
      0386-4073, 2188-5923
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  • [Journal Article] Abrupt ice-age shifts in southern westerly winds and Antarctic climate forced from the north2018

    • Author(s)
      Buizert Christo、Sigl Michael、Severi Mirko、Markle Bradley R.、Wettstein Justin J.、McConnell Joseph R.、Pedro Joel B.、Sodemann Harald、Goto-Azuma Kumiko、Kawamura Kenji、Fujita Shuji、Motoyama Hideaki、Hirabayashi Motohiro、Uemura Ryu、Stenni Barbara、Parrenin Frederic、He Feng、Fudge T. J.、Steig Eric J.
    • Journal Title

      Nature

      Volume: 563 Pages: 681-685

    • DOI

      10.1038/s41586-018-0727-5

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  • [Journal Article] Observations and modelling of algal growth on a snowpack in north-western Greenland2018

    • Author(s)
      Onuma Yukihiko、Takeuchi Nozomu、Tanaka Sota、Nagatsuka Naoko、Niwano Masashi、Aoki Teruo
    • Journal Title

      The Cryosphere

      Volume: 12 Pages: 2147-2158

    • DOI

      10.5194/tc-12-2147-2018

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Greenland records of aerosol source and atmospheric lifetime changes from the Eemian to the Holocene2018

    • Author(s)
      Schupbach S. et al. (Oyabu, I., 51人中46番目, 所属機関順)
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 9 Pages: 1-10

    • DOI

      10.1038/s41467-018-03924-3

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    • Author(s)
      Homma, T., Saruya, T., Takata, M., Azuma, N., Goto-Azuma, K.
    • Organizer
      International Sixth Symposium on Arctic Research (ISAR-6)
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    • Author(s)
      Komuro, Y., Nakazawa, F., Nagatsuka, N., Hirabayashi, M., Shigeyama, W., Homma, T., Goto-Azuma, K.
    • Organizer
      International Sixth Symposium on Arctic Research (ISAR-6)
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    • Author(s)
      Nakazawa, F., Natagsuka, N., Hirabayashi, M., Goto-Azuma, K.
    • Organizer
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  • [Presentation] Spatial variation of surface mass balance and seasonal variation of dust deposition at EGRIP, Greenland2019

    • Author(s)
      Komuro, Y., Nakazawa, F., Nagatsuka, N., Hirabayashi, M., Shigeyama, W., Homma, T., Goto-Azuma, K.
    • Organizer
      The Tenth Symposium on Polar Science
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  • [Presentation] Variations in mineralogical composition of dust present in the Greenland SIGMA-D ice core and EGRIP snow over the past 100 years2019

    • Author(s)
      Nagatsuka, N., Goto-Azuma, K., Tsushima, A., Motoyama, H., Matoba, S., Fujita, K., Yamasaki, T., Onuma, Y., Komuro, Y., Minowa, M., Aoki, T., Hirabayashi, M., Nakazawa, F., Dahl-Jensen, D.
    • Organizer
      The Tenth Symposium on Polar Science
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  • [Presentation] Seasonal variations of snow chemistry at EGRIP, Greenland2019

    • Author(s)
      Nakazawa, F., Nagatsuka, N., Hirabayashi M., Goto-Azuma
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      The Tenth Symposium on Polar Science
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    • Author(s)
      Shigeyama, W., Homma, T., Takata, M., Goto-Azuma, K., Azuma N., Dahl-Jensen, D.
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      The Tenth Symposium on Polar Science
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    • Author(s)
      Goto-Azuma, K., Ogawa-Tsukagawa, Y., Kondo, Y., Dallmayer, R., Hirabayashi, M., Ogata, J., Kitamura, K., Kawamura, K., Motoyama, H., Matoba, S., Kadota, M., Aoki, T., Moteki, N., Ohata, S., Mori, T., Koike, M., Komuro, Y., Tsushima, A., Nagatsuka, N., Shigeyama, W., Fujita, K.,
    • Organizer
      AGU Fall Meeting
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  • [Presentation] Variations in mineralogy of dust in snow and ice core obtained from Greenland Ice Sheet over the past 100 years2019

    • Author(s)
      Nagatsuka, N., Goto-Azuma, K., Tsushima, A., Motoyama, H., Matoba, S., Fujita, K., Yamasaki, T., Onuma, Y., Komuro, Y., Minowa, M., Aoki, T., Hirabayashi, M.
    • Organizer
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    • Author(s)
      永塚尚子,東久美子,對馬あかね,本山秀明,的場澄人,藤田耕史,山崎哲秀,大沼友貴彦,箕輪昌紘,青木輝夫,平林幹啓,中澤文男,Dorthe Dahl-Jensen
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    • Author(s)
      東久美子, 塚川佳美, 近藤豊, ダルマイヤー・レミ, 平林幹啓, 尾形純, 北村亨太郎, 川村賢二,本山秀明, 的場澄人, 門田萌, 青木輝夫, 茂木信宏, 大畑祥, 森樹大, 小池真, 小室悠紀, 對馬あかね, 永塚尚子, 繁山 航, 藤田耕史
    • Organizer
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    • Author(s)
      小室悠紀, 中澤文男, 永塚尚子, 平林幹啓, 繁山航, 本間智之, 東久美子
    • Organizer
      雪氷研究大会2019
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    • Author(s)
      繁山航, 東久美子, 中澤文男, 高田守昌, 本間智之, 東信彦, Dahl-Jensen, D.
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    • Author(s)
      東久美子, 塚川佳美, 近藤豊, ダルマイヤー・レミ, 平林幹啓, 尾形純, 北村亨太郎, 川村賢二, 本山秀明, 的場澄人, 門田萌, 青木輝夫, 茂木信宏, 大畑祥, 森樹大, 小池真, 小室悠紀, 對馬あかね, 永塚尚子, 繁山航, 藤田耕史
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      中澤文男, 永塚尚子, 平林幹啓, 東久美子
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      日本地球惑星科学連合2018年大会
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] グリーンランド深層アイスコアに含まれる固体微粒子のその場観察2018

    • Author(s)
      繁山航, 永塚尚子, 本間智之, 高田守昌, 東久美子, Weikusat, I., Drury, M., Kuiper, E., Pennock, G., Mateiu, R., 東信彦,Dahl-Jensen, D.
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2018年大会
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 微細結晶粒氷のクリープ変形における結晶粒径と含有不純物の影響2018

    • Author(s)
      猿谷友孝, 中島甲葵, 高田守昌, 本間智之, 東信彦, 東久美子
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2018年大会
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] High-resolution analyses of black carbon and dust in a Greenland ice core2018

    • Author(s)
      Goto-Azuma, K., Y. Ogawa-Tsukagawa, Y. Kondo, R. Dallmay, M. Hirabayashi, J. Ogata, K. Kitamura, H. Motoyama, S. Matoba, M. Kadota, T. Aoki, N. Moteki, S. Ohata, T. Mori, M. Koike, Y. Komuro, A. Tsushima, N. Nagatsuka and K. Fujita
    • Organizer
      Polar 2018
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      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ICP質量分析計を接続した連続融解分析装置による雪氷コアの分析2018

    • Author(s)
      平林幹啓, 尾形純, 東久美子, 鹿籠 康行
    • Organizer
      日本分析化学会第67年会
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Microstructure in the EastGRIP ice core, Greenland2018

    • Author(s)
      Weikusat, I., J. Kerch, D. Jansen, J. Eichler, T. Homma, I. Kleitz, W. Shigeyama, N. Stoll, N. Azuma, K. Goto-Azuma, S. H. Faria, S. Kipfstuhl and D. Dahl-Jensen
    • Organizer
      JAGFOS 2018 Science Symposium
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      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] グリーンランド北西部のアイスコアを用いたブラックカーボンの高時間分解能解析2018

    • Author(s)
      東久美子,塚川佳美,近藤豊,ダルマイヤー・レミ,平林幹啓,尾形純,北村亨太郎,川村賢二,本山秀明,的場澄人,門田萌,青木輝夫,茂木信宏,大畑祥,森樹大,小池真,小室悠紀,對馬あかね,永塚尚子,藤田耕史
    • Organizer
      雪氷研究大会2018
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] ICP 質量分析計を接続した連続融解分析装置による多元素同時定量2018

    • Author(s)
      平林幹啓,尾形純,東久美子,鹿籠康行
    • Organizer
      雪氷研究大会2018
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] グリーンランド氷床北西部SIGMA-D アイスコア中の過去100 年間の鉱物組成変動の解明2018

    • Author(s)
      永塚尚子,東久美子,對馬あかね,本山秀明,的場澄人,藤田耕史,山崎哲秀,大沼友貴彦,箕輪昌紘,青木輝夫,平林幹啓
    • Organizer
      雪氷研究大会2018
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 多結晶氷の力学特性・組織変化における結晶粒径の影響2018

    • Author(s)
      猿谷友孝, 高田守昌, 本間智之, 東信彦, 東久美子
    • Organizer
      雪氷研究大会2018
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] グリーンランド南東ドームコア中の金属成分解析によるエアロゾル循環推定2018

    • Author(s)
      佐々木千晶, 鈴木利孝, 平林幹啓, 的場澄人, 飯塚芳徳
    • Organizer
      雪氷研究大会2018
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 期のグリーンランド氷床コアにおける固体微粒子のその場観察2018

    • Author(s)
      繁山航,永塚尚子,本間智之,高田守昌,東久美子,Mateiu, R. V.,東信彦,Dahl-Jensen, D
    • Organizer
      雪氷研究大会2018
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Physical properties of NEGIS ice - The upper 1650m in EGRIP2018

    • Author(s)
      Weikusat, I., N. Stoll, J. Kerch, I. Kleitz, J. Eichler, W. Shigeyama, T. Homma, D. Jansen, M. Bayer-Giraldi, E. Kuiper, J. Westhoff, S. Saruya, K. Goto-Azuma, N. Azuma, S. H. Faria, S. Kipfstuhl and D. Dahl-Jensen
    • Organizer
      NEGIS Symposium
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      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Concentrations and size distribution of black carbon in Northwest Greenland during the past 350 years reconstructed from an ice core2018

    • Author(s)
      Goto-Azuma, K., Y. Ogawa-Tsukagawa, Y. Kondo, R. Dallmayr, M. Hirabayashi, J. Ogata, K. Kitamura, K. Kawamura, H. Motoyama, S. Matoba, T. Aoki, N. Moteki, S. Ohata, T. Mori, M. Koike, Y. Komuro, A. Tsushima, N. Nagatsuka, W. Shigeyama and K. Fujita
    • Organizer
      The Ninth Symposium on Polar Science
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      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Culture of ancient fungi resting in the polar ice cores and future prospects of this research2018

    • Author(s)
      Nakazawa, F., M. Tsuji and S. Imura
    • Organizer
      The Ninth Symposium on Polar Science
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      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Particle alignments observed in a Greenland ice core, retrieved by North Eemian Ice Drilling (NEEM)2018

    • Author(s)
      Shigeyama, W., T. Homma, M. Takata, K. Goto-Azuma, N. Azuma, and D. Dahl-Jensen
    • Organizer
      The Ninth Symposium on Polar Science
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      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Physical properties of NEGIS ice - The upper 1650m in EGRIP2018

    • Author(s)
      Weikusat, I., N. Stoll, J. Kerch, I. Kleitz, J. Eichler, W. Shigeyama, T. Homma, D. Jansen, M. Bayer-Giraldi, E. Kuiper, J. Westhoff, T. Saruya, K. Goto-Azuma, N. Azuma, S. H. Faria, S. Kipfstuhl and D. Dahl-Jensen
    • Organizer
      The Ninth Symposium on Polar Science
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Identification of origins and biogeochemical process of cryoconite on glaciers using Sr and Nd stable isotope ratios2018

    • Author(s)
      Nagatsuka, N., N. Takeuchi, K. ?C. Shin, and T. Nakano
    • Organizer
      The Ninth Symposium on Polar Science
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      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Variations in mineralogy of dust in an ice core obtained from Northwestern Greenland during the past 100 years2018

    • Author(s)
      Nagatsuka, N., K. Goto-Azuma, A. Tsusima, H. Motoyama, S. Matoba, K. Fujita, T. Yamasaki, Y. Onuma, M. Minowa and T. Aoki
    • Organizer
      The Ninth Symposium on Polar Science
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      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] In-situ observations of solid particulate impurities in glacial ice retrieved at NEEM, Greenland2018

    • Author(s)
      Shigeyama, W., N. Nagatsuka, T. Homma, M. Takata, K. Goto-Azuma, R. V. Mateiu, N. Azuma and D. Dahl-Jensen
    • Organizer
      AGU Fall Meeting 2018
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      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] 国立極地研究所アイスコア研究センター

    • URL

      http://polaris.nipr.ac.jp/~icrc/NC/htdocs/

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      2019 Annual Research Report

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Published: 2018-04-23   Modified: 2022-12-28  

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