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How asymmetric currents in a deep sea channel affect on the land-deep sea materials transport and habitat for benthos?

Research Project

Project/Area Number 23K22571
Project/Area Number (Other) 22H01300 (2022-2023)
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeMulti-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023)
Section一般
Review Section Basic Section 17020:Atmospheric and hydrospheric sciences-related
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

千手 智晴  九州大学, 応用力学研究所, 准教授 (60335982)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 張 勁  富山大学, 学術研究部理学系, 教授 (20301822)
磯田 豊  北海道大学, 水産科学研究院, 准教授 (10193393)
堀川 恵司  富山大学, 学術研究部理学系, 教授 (40467858)
筒井 英人  長崎大学, 水産学部, 特任研究員 (00774390)
Project Period (FY) 2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help
¥17,680,000 (Direct Cost: ¥13,600,000、Indirect Cost: ¥4,080,000)
Fiscal Year 2024: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2022: ¥9,360,000 (Direct Cost: ¥7,200,000、Indirect Cost: ¥2,160,000)
Keywords深海長谷 / 物質輸送 / 富山湾 / 日本海 / 係留観測
Outline of Research at the Start

深海谷は陸域と深海をダイレクトにつなぐ重要な物質輸送のルートであるが、深海谷内部の流動やその役割については不明な点が多い。これまでの研究から深海谷内部には谷軸に対して非対称な流れが存在すると考えられ、海谷内部の堆積物や底生生物の分布にも影響を与えていると推測される。本研究では富山深海長谷をモデル海域として、深海谷内部に非対称流が生じる原因とその変動要因、非対称流が海水特性や堆積物の分布にどのような影響を与えているのか、そこに生息する生物の分布や生態系はどのようなものかを現場観測と数値モデル解析から明らかにする。

Outline of Annual Research Achievements

陸域-深海間の物質輸送には、両域をつなぐ深海谷内部の流動が重要である。これまでの研究から深海谷内部には谷軸に対して非対称な平均流が存在すると考えられてきたが、これは時期や場所の異なる観測データからの推定であった。本年度は、2021年5~10月に実施した富山深海谷東西両斜面上での同時係留観測のデータを解析した。その結果、深海谷内部の非対称流の存在を実証するとともに、平均流には20~30日の周期変動が重なっており、その振幅は海底に近づくにつれて大きくなることが明らかとなった。これは深海谷内部に捕捉された地形性波動の存在を示唆しており、この振動流が非対称な平均流を駆動している可能性が示された。また振動流のエネルギー源として、上空の風の変動が重要であることが示唆された。さらに複数の流速計データの比較から、海谷内部の波動の時空間構造を推定することができた。

2024年1月に発生した能登半島地震を受けて、学術研究船「白鳳丸」による緊急調査航海が企画された。本計画に、富山深海長谷を通しての物質輸送を調べる目的で参画し、3月の航海で富山深海谷内部に超音波ドップラー流速計(ADCP)と濁度計、水温・塩分計、セジメントトラップを係留した。これらは、2024年5~6月の長崎丸航海で回収の予定である。

富山深海谷を模した矩形谷での数値モデル実験を行い、海谷内部でのジャイロスコピック波の伝播過程について研究を行った。湾奥でのエネルギー収束と、それに起因する乱泥流の発生が示唆された。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

深海谷内部の非対称な平均流を実証するとともに、変動流の存在とその原因,平均流との関係を議論することができた。また湾口付近に係留した別の流速計からのデータとの比較から、谷に捕捉された地形性波動の伝播や波動のエネルギー源について明らかになりつつある。さらに2024年能登半島地震を受けての緊急航海に参加し、当初予定になかったADCP、濁度計、セジメントトラップの係留観測が実施できた。

Strategy for Future Research Activity

2024年3月の緊急航海で係留したADCP、濁度計、セジメントトラップを本年5~6月の長崎丸航海で回収する。これらのデータの解析から、海底近傍での流れの詳細とそれによって輸送されるセジメントの組成、構造などが明らかにできると考えている。さらに5月の調査では、マルチプルコアによる採泥と底生生物の採集を計画しており、2024年能登半島地震前後のデータの比較を通して、地震の影響についても検討を行う。数値モデル実験では、現実に近い海底地形を導入し、モデルの高度化を図る。

Report

(2 results)
  • 2023 Annual Research Report
  • 2022 Annual Research Report
  • Research Products

    (17 results)

All 2024 2023 2022

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (15 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Near-inertial Internal Gravity Waves in the Deep Layer of Toyama Bay2023

    • Author(s)
      越後 友利果、磯田 豊、千手 智晴
    • Journal Title

      北海道大学水産科学研究彙報

      Volume: 73 Issue: 1 Pages: 33-40

    • DOI

      10.14943/bull.fish.73.1.33

    • ISSN
      2435-3353
    • Year and Date
      2023-08-04
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Journal Article] Local Topographic Rossby Modes Observed in the Abyssal Sea of Japan2023

    • Author(s)
      Senjyu Tomoharu
    • Journal Title

      Journal of Physical Oceanography

      Volume: 53 Issue: 10 Pages: 2393-2417

    • DOI

      10.1175/jpo-d-22-0209.1

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 富山深海長谷内の流れにみられる周期変動について2024

    • Author(s)
      千手智晴
    • Organizer
      九州大学応用力学研究所共同利用研究集会「東アジア縁辺海の物質循環と生物・物理・化学過程」
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 富山深海長谷内部の流れの周期変動2024

    • Author(s)
      千手智晴
    • Organizer
      第7回富山湾研究会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 【速報】令和6年能登半島地震が富山湾周辺の海底・水塊構造に及ぼす影響につ いて2024

    • Author(s)
      大塚 進平, 張 勁, 遠藤 真樹, 千手 智晴, 長尾 誠也, 朴 進午
    • Organizer
      第7回富山湾研究会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 富山湾深層水中の生物源沈降粒子・海水中のイオンほかに見られる能登半島周辺地域の地震の影響と時系列変化2024

    • Author(s)
      山脇信博・筒井英人・森井康宏・鈴木信雄・千手智晴・合澤格・保科草太・丸山祐豊・木下宰
    • Organizer
      第7回 富山湾研究集会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 富山深海長谷内の流れの時空間変動2023

    • Author(s)
      千手智晴、張勁、堀川恵司、筒井英人、酒井秋絵、大塚進平
    • Organizer
      日本海洋学会2023年度秋季大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Organic matter and heavy metals transport from land to deep sea via deep-sea submarine canyons in Toyama Bay2023

    • Author(s)
      Shinpei Ohtsuka, Jing Zhang, Keiji Horikawa, Tomoharu Senjyu
    • Organizer
      Goldschmidt 2023
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 富山トラフにおける乱泥流の数値実験2023

    • Author(s)
      高橋陽菜、磯田豊
    • Organizer
      九州大学応用力学研究所共同利用研究集会「日本周辺海域の海況モニタリングと波浪計測に関する研究集会」
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 元素組成と炭素安定同位体比を用いた富山深海長谷の堆積物起源と運搬過程の推定2023

    • Author(s)
      大塚進平、張勁、千手智晴
    • Organizer
      九州大学応用力学研究所共同利用研究集会「東アジア縁辺海の物質循環と生物・物理・化学過程」
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 係留系とLADCPによる富山深海長谷内部の流れの観測2023

    • Author(s)
      千手智晴
    • Organizer
      九州大学応用力学研究所共同利用研究集会「東アジア縁辺海の物質循環と生物・物理・化学過程」
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 富山深海長谷における沈降粒子と表層堆積物の炭素窒素安定同位体比の関係2023

    • Author(s)
      大塚進平・張勁・千手智晴・堀川恵司
    • Organizer
      第6回 富山湾研究会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 富山深海長谷の中には、どんな流れがあるのか?2023

    • Author(s)
      千手智晴・張勁・堀川恵司・筒井英人・大塚進平
    • Organizer
      第6回 富山湾研究会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 富山深海長谷に捕捉された非対称な流動構造2022

    • Author(s)
      千手智晴、酒井秋絵、張勁、堀川恵司、筒井英人
    • Organizer
      日本海洋学会2022年度秋季大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 富山深海長谷を介した水・物質循環像の解明2022

    • Author(s)
      大塚進平、張勁、堀川恵司、安江健一、千手智晴、保科草太
    • Organizer
      日本海洋学会2022年度秋季大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 富山湾深層水中にみられる動植物プランクトンの構成とその季節変動2022

    • Author(s)
      筒井英人、山脇信宏、鈴木利一、鈴木信雄、千手智晴、小木曽正造、会澤格
    • Organizer
      日本海洋学会2022年度秋季大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 富山湾深層における近慣性内部重力波2022

    • Author(s)
      越後友利果、磯田豊、千手智晴、藤居流
    • Organizer
      応用力学研究所研究集会「日本周辺海域の海況モニタリングと波浪計測に関する研究集会」
    • Related Report
      2022 Annual Research Report

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Published: 2022-04-19   Modified: 2024-12-25  

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