北極雪氷圏変動を示す氷コア気候-環境シグナルの研究

• 研究課題/領域番号: 05041069
• 研究種目: 国際学術研究
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 学術調査
• 研究機関: 国立極地研究所
• 研究代表者: 渡辺 興亜 (1994-1995) 国立極地研究所, 北極圏環境研究センター, センター長教授 (60111861); 藤井 理行 (1993) 国立極地研究所, 研究系, 教授 (20125214)
• 研究分担者: TEBENKOV A. ロシア極域海洋地質研究所, 主任研究員 ; HAGEN J.O. オスロ大学, 理学部, 教授 ; ARKHIPOV S. ロシア科学アカデミー地理学研究所, 研究員 ; ZINGER E. ロシア科学アカデミー地理学研究所, 主任研究員 ; 宮原 盛厚 地球工学研究所, 研究員 ; 成田 英器 北海道大学, 低温科学研究所, 講師 (10001653) ; 本堂 武夫 北海道大学, 低温科学研究所, 教授 (60109494) ; 西尾 文彦 北海道教育大学, 教育学部, 教授 (40044789) ; 高橋 修平 北見工業大学, 工学部, 教授 (50125390) ; 古川 晶雄 国立極地研究所, 研究系, 助手 (70261120) ; 本山 秀明 国立極地研究所, 研究系, 助手 (20210099) ; 神山 孝吉 国立極地研究所, 研究系, 助教授 (70135507) ; ZINGUER Evgueni Institute of Geography, Russian Academy of Science ; HAGEN Jon Ove University of Oslo ; TEBENKOV Alexander Polar Marine Geological Expedition, Spitsbergen Department ; LEFAUCONNIER ビー ノルウェー極地研究所, 研究員 ; 伏見 碩二 琵琶湖研究所, 総括研究員 ; 幸島 司郎 東京工業大学, 理学部, 助教授 (60183802) ; 鈴木 利孝 山形大学, 理学部, 助教授 (90202134) ; 藤井 理行 国立極地研究所, 研究系, 教授 (20125214) ; LEFAUCONNIER B. ノルウェー極地研究所, 研究員 ; 亀田 貴雄 北見工業大学, 工学部, 助手 (00233974) ; 児玉 裕二 北海道大学, 低温科学研究所, 助手 (70186708) ; 東 信彦 長岡技術科学大学, 工学部, 助教授 (70182996) ; 渡辺 興亜 国立極地研究所, 研究系, 教授 (60111861)
• 研究期間 (年度): 1993 – 1995
• 研究課題ステータス: 完了 (1995年度)
• 配分額: 26,000千円 (直接経費: 26,000千円); 1995年度: 8,500千円 (直接経費: 8,500千円); 1994年度: 8,500千円 (直接経費: 8,500千円); 1993年度: 9,000千円 (直接経費: 9,000千円)
• キーワード: 北極雪氷圏 / 気候シグナル / 環境シグナル / 雪氷コア・シグナル / 雪氷コア解析 / 気候変動 / エアロゾル / 降水化学組成 / 氷河微生物 / 北極 / 雪氷圏 / 化学分析 / 物質輸送 / 層構造 / 氷体温度 / 人工放射能の解析 / 同位体分析

研究概要

1.雪氷コア試料の採取と解析を行なった。スバールバル諸島の北東に位置する、北緯80度の北東島頂上域にて210m深の浅層のコア掘削を実施した。層構造、密度、pH、電気伝導度、氷温の現場解析により、夏の融解の影響が少ないコアであり、‘93.‘94年の融解の影響の強いコアとの比較解析で、雪氷への気候-環境情報がシグナル化される機構を解明できることが示された。氷河滞在中にエアロゾル試料、降雪試料の採取を行い、2。5m深ビットでの詳細な層位観測・雪氷試料および気象観測資料と合わせて、210m雪氷コアに含まれる気候-環境シグナルを抽出するための基礎資料とした。現在、解析中である。氷期氷床の残存氷体であるカナダ極北バッフィン島ベニー氷帽にて採取した雪氷コアは固体電気伝導度測定から、現在からウイスコンシン氷期までの気候-環境情報を持つコアであると判明した。主課題は、過去数百年間の気候及び環境変動の復元であるが、その中で降水の酸性化傾向と固体微粒子の降ドフラックスに重点をおいて解析を進めている。
雪氷コア解析の実施。ニーオルスン基地に設置された低温実験室で北東島の固体電気伝導度の測定をした。この結果、1812年のタンボラ火山活動が95m付近に固定でき、平均涵養量を測定した。同低温実験室に保存してある北東島雪氷コアを処理し、凍結状態で試料を国内に持ち帰り、化学分析を行った。現在、大陸・海洋起源物質の季節変動・雪氷試料中での環境放射能強度、雪氷試料に反映される海氷域起源シグナルの定量解析に力点をおいて、解析を進めている。
3.冬期にニーオルスン基地に滞在したエアロゾル試料、降雪試料の収集に努めた。同時に積雪として地面に固定された試料を採取し大気中から雪氷圏への物質輸送過程の研究を行った。気象状況と合わせて本試料を解析し、コア解析から北極域の気候シグナルを読み取る基礎資料として活用する予定である。
4.比較氷河による堆積環境の研究。‘93年から‘95に雪氷コア掘削をおこなったブレッガー氷河、オスゴルド氷河、北東島氷河は、北極海を取りまく氷河・氷床の中で最も海洋の影響を受けやすい地域に位置する。これら3氷河はスバールバル諸島の同緯度で西から東に位置しており、雪氷コア解析の結果を比較解析することで、スバールバル諸島の堆積環境についてのいくつかの知見が得られた。共通性としては、積雪が堆積した後、融解再凍結を繰り返しながら早いスピードで氷化していくこと、酸素同位体は周期的に変化しているが、季節変動とは関係ないこと、pHの鉛直プロファイルは酸性化傾向を示さないことが明らかになった。東西方向の地域差として、東高西低型は、フィルン層の厚さ、年間涵養量、年平均降雨量、総イオン量であり、逆に西高東低型は、完全氷化速度、氷温、融雪量、イオン流出量であった。これらの地域特性を定性的に説明するモデルを作成し、気候・環境変動のシグナルが示す物質循環の解明への手がかりを得た。
5.ロシア北極圏予備調査。国際共同雪氷観測「環北極海雪氷コア解析計画」の掘削地点の調査と表面雪氷層の観測のため、夏季にタイミール半島とセブリナヤ・ゼムリア島の氷河・氷帽の調査をした。気候-環境シグナルが良好に保存されていであろうセブリナヤ・ゼムリア島最大のアカデミアナ-ク氷帽の頂上域(海抜780m)が最適地であるとわかった。冬季には、シベリア中央部にて、微気象観測と表面積雪の採取を行い、シベリア寒気団の発達に伴う気候シグナルの生成とその雪氷への物質輸送過程の研究を行った。
6.北極雪氷圏に関する共同研究。北極雪氷の調査・観測の中心である、コペンハーゲン大学、ロシア北極南極研究所、ノルウエー極地研究所の研究者と、情報交換を行い、来年度以降の共同観測研究計画をたてるべく、研究打ち合わせをおこなった。

研究成果

• [文献書誌] Watanabe, O, Kamiyama, K.and Motoyama,M: "Field activities of the Japanese Arctic Glaciological Expedition in Svalbard from 1993 to 1995" Bulletin of Glacier Research. (in preparation).
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 渡辺,興亜: "北極雪氷圏における地球規模気候・環境変動の研究" 学術月報. 48, No.1. 54-62 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Motoyama, H., Kamiyama, K., Igarashi, M.Nishino, F.and Watanabe, O.: "Characteristics of chemical constituents in superimposed ice from Austre Broggerberm, Spitsbergen" Bulletin of Glacier Research. (in preperation).
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Goto-Azuma, K., Koshima, S., Kameda, T., Takahashi, S., Watanabe, O., Fujii, Y.and J.O.Hagen: "An-ice-core chemistry record from Snofjellafonna, northwestrn Spitzbergen21GC04:Annals of Glaciology" 21. 213-218 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Kameda, T., Narita, H., Shoji, H., Nishino, F., Fujii, Y.and Watanabe, O.20GB05:Melt features in ice cores from Site J, southern Greenland:some implications for summer climale since AD 1550: Annals of Glaciology. 21. 51-58 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Suzuki, T., Ohta, K.and Watanabe, O.: "Vertical distribution of 210Pb in the Arctic galcier, Snofjellafonna, in northwestern Spitsbergen" Bulletin of Glacier Research. 13. 133-136 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Watanabe, O.: "Japanese Glaciological activities in the Arctic Region" Mem Natl Inst.Polar Res., Spec.Issue. 51(to be published). (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 渡辺,興亜: "北極域におけるわが国の雪氷圏環境変動研究" 雪氷. 57, No.4. 331-338 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Kodama, Y..Takeuchi, Y.Nakabayash H.and Watanabe, O: "Hydrological Observations in Bregger Glacier Basin, Spitsbergen.-Discharge, Temperature and Electric Conductivity-" Proc.NIPR Symp.Polar Meteorol.Glaciol.,. 9. 45-53 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Suzuki, T., Nakayama, N., Igarashi, M., Kamiyama, K.and Watanabe, O.: "Atmosphiric concentration of^<210>Pb and ^<210>Po in Ny-Alesund, Svalbard" Mem Natl Inst.Polar Res., Spec.Issue. 51(to be published). (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Kawamura, K., Yokoyama, K., Fujii, Y.and Watanabe, O.: "Vertical distributions of low molecular weight dicarboxylic acids in the Greenland ice core" Mem Natl Inst.Polar Res., Spec Issue. 51(to be published). (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Uchida, T., Kamiyama, K., Fujii, Y., Takahashi, A., Suzuki, T., Igarashi,M.and Watanabe, O.: "Ice core analyses and borehole temperature measurements at the drilling site on Asgardfonna, Spitsbergen, in 199321GC12:Mem Natl Inst.Polar Res., Spec Issue" 51(to be published). (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 渡辺興亜、神山孝吉、藤井理行: "講座「文明と環境」第1巻地球と文明の周期氷の中の周期性" 朝倉書店, 266 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Watanabe, O., Kamiyama, K.and Motoyama, M.: "Field activities of the Japanese Arctic Glaciological Expedition in Svalbard from 1993 to 1995" Bulletin of Glacier Research. (in preperation).
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Motoyama, H., Kamiyama, K., Igarashi, M., Nishio, F.and Watanabe, O.: "Characteristics of chemical constituents in superimposed ice from Austre Broggerbreen, Spitsbergen" Bulletin of Glacier Research. (in preperation).
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Goto-Azuma, K., Kohshima, S., Kameda, T., Takahashi, S., Watanabe, O., Fujii, Y.and J.O.Hagen: "An ice-core chemistry record from Snofjellafonna, northwestern Spitsbergen" Annals of Glaciology. 21. 213-218 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Kameda, T., Narita, H., Shioji, H., Nishio, F., Fujii, Y.and Watanabe, O.: "Melt features in ice cores from Site J,southern Greenland : some implications for summer climate since AD 1550" Annals of Glaciology. 21. 51-58 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Suzuki, T., Ohta, K.and Watanabe, O.: "Vertical distribution of 210Pb in the Arctic glacier, Snofjellafonna, in northwestern Spitsbergen" Bulletin of Glacier Research. 13. 133-136 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Watanabe, O.: "Japanese glaciological environmental studies in the arctic cryoshere" Journal of the Japanese Society of Snow and Ice. 57. 331-338 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Watanabe, O.: "Japanese glaciological activities in the arctic region" Mem.Natl Inst.Polar Res., Spec.Issue. 51 (to be published). (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Kodama, Y., Takeuchi, Y.Nakabayashi, H.and Watanabe, O.: "Hydrological observations in Bregger Glacier Basin, Spitsbergen.-discharge, temperature and elactric conductivity-" Proc.NIPR Symp.Polar Meteorol.Glaciol.9. 45-53 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Suzuki, T., Nakayama, N., Igarashi, M., Kamiyama, K.and Watanabe, O.: "Atmospheric cincentration of 210Pb and 210Po in Ny-Alesund, Svalbard" Mem.Natl Inst.Polar Res., Spec.Issue. 51 (to be published). (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Kawamura, K., Yokoyama, K., Fujii, Y.and Watanabe, O.: "Vertical distributions of low molecular weight dicarboxylic acids in the Greenland ice core" Mem.Natl Inst.Polar Res., Spec.Issue. 51 (to be published). (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Uchida, T., Kamiyama, K., Fujii, Y., Takahashi, A., Suzuki, T., Igarashi, M.and Watanabe, O.: "Ice core analyzes and borehole temperature measurements at the drilling site on Asgardfonna, Spitsbergen, in 1993" Mem.Natl Inst.Polar Res., Spec.Issue. 51 (to be published). (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Suzuki,T.: "Accumulation of 210Pb over the Svalbard" Bulletin of Glacier Research. (in preparation).
• [文献書誌] Kamiyama,K.: "Activity of JAGE-93 and 94 in Svalbard" Bulletin of Glacier Research. (in preparation).
• [文献書誌] Lefauconnier,B.: "Mass balance eestimates on the glacier complex Kongsvegen and Sveaabreen,Svalbard,using radioactivelayers" J. of Glaciology. (acceepted). (1995)
• [文献書誌] Pinglot,J.F.: "Natural and artificial radioactivities in the Svalbard glaciers" International Conference on Environmental radioactivity in the Arctic and Antarctic. 23-27 (1993)
• [文献書誌] Suzuki,T.,Kameda,N.,Fujii,Y.and Watanabe,O.: "Accumulation of 210Pb over the Svalbard" Bulletin of Glacier Research. (in preparation).
• [文献書誌] Kamiyama,K.,Kodama,Y.,Fujii,Y.and Watanabe,O.: "Activity of JAGE-93 in Svalbard" Bulletin of Glacier Research. (in preparation).