Study on physics and layers of ice cores containing information of climate change over the past 720 k-years, and study on the "oldest ice"
| Project/Area Number |
18H05294
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Broad Section K
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| Research Institution | National Institute of Polar Research |
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Principal Investigator |
藤田 秀二 国立極地研究所, 研究教育系, 教授 (30250476)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
平林 幹啓 国立極地研究所, 研究教育系, 特任助手 (20399356)
飯塚 芳徳 北海道大学, 低温科学研究所, 准教授 (40370043)
大野 浩 北見工業大学, 工学部, 准教授 (80634625)
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| Project Period (FY) |
2018-06-11 – 2023-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥115,180,000 (Direct Cost: ¥88,600,000、Indirect Cost: ¥26,580,000)
Fiscal Year 2020: ¥21,320,000 (Direct Cost: ¥16,400,000、Indirect Cost: ¥4,920,000)
Fiscal Year 2019: ¥37,180,000 (Direct Cost: ¥28,600,000、Indirect Cost: ¥8,580,000)
Fiscal Year 2018: ¥16,120,000 (Direct Cost: ¥12,400,000、Indirect Cost: ¥3,720,000)
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| Keywords | 南極 / アイスコア / 気候変動 / 古気候 / 氷床 / 最古の氷 / 古環境 / 年代同期 / ドームふじ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
以下の研究活動をすすめた。１．アイスコアの物理層位としてミリ波帯の誘電率を計測するため、広帯域で使用可能な共振器を新規製作した。また、アイスコア精密な平行面をもつ板状試料の整形を行う道具として、氷面滑面作成用ミクロトームを製作した。２．アイスコアの化学層位計測用の機器である連続融解計測装置系（CFA）の試料融解ヘッドの改良に着手し、小型融解ヘッドを試作した。今後の計測のために消費する試料を従来比で75%に抑える。CFAを用いドームふじコアの200m深～400m深台の試料について連続解析を実施した。３．北大では、顕微ラマン用DPSSレーザーを整備した。これを用いて、本研究の研究対象であるドームふじアイスコア中に含まれる塩微粒子に対して種類・組成の同定作業を実施した。間氷期の氷の層位に含まれる塩微粒子では硫酸ナトリウムが大半を占めるが、氷期には、硫酸カルシウムや硝酸ナトリウムが多く出現することを見出した。４．北見工大では、アイスコアの信号形成にかかるプロセスとして、2017年度に南極地域観測隊（大野、藤田が参加）に於いて南極内陸部のドームふじ地域で実施した氷床表面約50cm深度の比表面積の解析を実施した。５．ドームふじアイスコアに関し、2017年度に南極から持ち帰ったコア試料を用いて深度2000-2400mの交流固体電気伝導度の連続計測を2018年10月までに完了した。６．研究代表者の藤田は、2018年度に第60次南極地域観測隊に参加し、南極内陸部のドームふじ地域で氷床探査用レーダを用いての約2000m厚～3000m厚をもつ南極氷床の大深部からの電磁波の散乱状態を調査した。この観測は、南極観測プロジェクトとして実施したものである。氷の大深部からの電磁波散乱の有意な信号を検知し、層構造が維持されていることを確認した。今後本科研費ではアイスコアシグナルとの対比を実施する。
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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
１．今後のアイスコア研究に用いるインフラの整備をすすめ、機器調達や開発については、着実に実施した。具体的には、マイクロ波共振器を新規に製作、氷面滑面作成用ミクロトームの新規製作、連続融解計測装置系（CFA）の試料融解ヘッドを改良、顕微ラマン用DPSSレーザーの整備がある。これらのインフラを用いて、2019年度やそれ以降に当初目的とした計測を実施することができる。２．ドームふじアイスコア中に含まれる塩微粒子の同定作業が進捗した。３．「最古の氷」の分布存在状況の解明に必要なレーダ観測データを南極観測に於いて整えた。４．ドームふじアイスコアの電気的な層位を2000-2400m深の区間で完了できた。５．CFAを用いドームふじコアの200m深～400m深台の試料について連続解析を実施した。６．一方、研究の推進を担うポスドク研究員の募集・雇用に関しては、2019年2月以前の段階では、研究分野の人脈を通じて適任者探しをおこなったが、その時点までに適任者を見出すことができなかった。2019年3月に公募を開始している。ポスドク研究員の適任者探しが遅れてはいるものの、研究インフラの整備を先行して実施している。進捗の進み部分と遅れ部分が相殺している状況にあると自己評価する。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究の前半における重要な課題は、アイスコアにかかる物理的な層位と化学的な層位の情報を取得することにある。アイスコアの解析はコミュニティ研究として実施している背景がある。今後の解析においては、以下の流れをつくる必要がある。
１．アイスコアの切断や整形にかかる使用プランをアイスコアコミュニティの関係者に示し、議論をすすめ最終的にはその承認を得る。２．ポスドク研究員を２名、2019年の8月～10月を目途に採用し、研究を分担して遂行する人的な体制を整える。３．初年度で整えた新規の計測インフラを用いて、試験的アイスコア計測を開始する。これにより、今後実施すべき最適な計測条件を見出すほか、今後の計測のペース配分や対象を定める。４．研究調書に当初記載した達成深度区間を目安にして計測をすすめる。５．初年度までに整えたアイスコア信号を活用して信号の年代同期をすすめる。６．北大に於いては、顕微ラマンを用いて、アイスコア中に含まれる塩微粒子の種類・組成の同定作業を気候ステージ毎に観察をすすめる。塩微粒子が層位の維持や拡散にどのような役割をもっているかについての知見を深める。７．北見工大では、層位構造の初期形成の研究をすすめる。表面積雪の特徴や、表面から150m深までの物理的な層構造の発達を調査する。国立極地研究所、北大、それに北見工大の人的な環境やインフラ環境の相乗効果を発揮できるようにつとめる。
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Report
(3 results)
Research Products
(19 results)
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[Presentation] An ice-flow modeling study for evaluation of sites for an oldest ice core around Dome Fuji, Antarctica2018
Author(s)
Takashi Obase, Ayako Abe-Ouchi, Fuyuki Saito, Shun Tsutaki, Shuji Fujita, Kenichi Matsuoka, Kenji Kawamura
Organizer
The Ninth Symposium on Polar Science, National Institute of Polar Research (NIPR), Tokyo, Japan、2018年11月
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[Presentation] Shallow ice core drillings at three sites near the Dome Fuji station, Antarctica, during the summer season of JARE-59 (2017-2018)2018
Author(s)
Fumio Nakazawa (NIPR), Kenji Kawamura (NIPR), Ikumi Oyabu (NIPR), Hiroshi Ohno (Kitami Institute of Technology), Konosuke Sugiura (University of Toyama), Shuji Fujita (NIPR), Kumiko Goto-Azuma (NIPR), Hideaki Motoyama (NIPR)
Organizer
The Ninth Symposium on Polar Science, National Institute of Polar Research (NIPR), Tokyo, Japan、2018年11月
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[Presentation] Evolution in Geometry of Firn in Ice Sheets Detected by Dielectric Anisotropy2018
Author(s)
Shuji Fujita, Koaro Fukui, Motohiro Hirabayashi, Yoshinori Iizuka, Sumito Matoba, Atsushi Miyamoto, Hideaki Motoyama, Takeshi Saito, Toshitaka Suzuki
Organizer
Polar 2018, SCAR Open Science Conference OSC, The congress centre Davos, Switzerland、2018年6月
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