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鉄の気化の同位体地球化学に基づくエアロゾル中人為起源鉄の海洋表層への影響評価

研究課題

研究課題/領域番号 17J06716
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 地球宇宙化学
研究機関東京大学

研究代表者

栗栖 美菜子  東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2017-04-26 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2019年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2018年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2017年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワード燃焼起源エアロゾル / 鉄安定同位体比 / 生物生産 / 海洋エアロゾル / 大気化学 / 地球化学 / 鉄化学種 / 人為起源鉄 / 鉄安定同位体 / 鉄制限 / 気候変動 / 鉄循環
研究実績の概要

鉄は海洋の生物一次生産を制限するが、その供給源別の寄与等は未だに議論が残る。本研究では供給源の一つである大気エアロゾル中の燃焼起源鉄に着目した。昨年度までに燃焼起源鉄が自然起源鉄に対して非常に低い鉄安定同位体比を示すことが明らかとなり、トレーサーとしての利用可能性が示された。今年度は同位体比を用いて燃焼起源鉄が海洋表層の生物生産に及ぼす影響評価を行うことを目的とした。
具体的には、昨年度までに引き続き海洋エアロゾル試料を対象に研究を進めた。白鳳丸KH-13-7, 14-3次航海で採取された試料、自ら乗船したKH-17-3次航海時に採取した試料を用いた。各試料中の鉄や微量金属元素の濃度分析、鉄溶解率の分析、X線吸収微細構造法による鉄化学種分析、また鉄安定同位体分析を行った結果、海洋エアロゾル試料中でも燃焼起源鉄の影響が見られることが観測ベースで示され、アジア大陸由来の空気塊を得た試料ではその寄与が大きいことが示された。
また、KH-17-3次航海においては表層海水も採取した。これらの試料は濃度が非常に低いため、同位体分析の際にダブルスパイク法を適用し、低汚染下での高精度分析を行った。海水の分析は世界でも行っている研究室が数グループであり、特に、本研究の研究対象地域である西部北太平洋域では初の分析例であった。
表層海水とエアロゾルの鉄安定同位体比を比較したところ相関性が見られず、エアロゾル以外の供給源の重要性や生物の取り込み等による同位体分別が起きていることが示唆された。特に分析地点である西部北太平洋域の中層には沿岸堆積物由来の溶存鉄が存在し、表層にも鉄を供給している可能性が示唆され、両者を含めて考察を行った。
これらの結果をまとめ、国内学会2件、国際学会2件で発表を行った。並行して論文の投稿準備も進めた。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 2件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 8件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 3件)

  • [国際共同研究] University of South Florida(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] サウスフロリダ大学(米国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Highly oxidizing aqueous environments on early Mars inferred from scavenging pattern of trace metals on manganese oxides2019

    • 著者名/発表者名
      Noda Natsumi, Imamura Shoko, Sekine Yasuhito, Kurisu Minako, Fukushi Keisuke, Terada Naoki, Uesugi Soichiro, Numako Chiya, Takahashi Yoshio, Hartmann Jens
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research - Planets

      巻: - 号: 5 ページ: 1282-1295

    • DOI

      10.1029/2018je005892

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Testing Iron Stable Isotope Ratios as a Signature of Biomass Burning2019

    • 著者名/発表者名
      Kurisu Minako、Takahashi Yoshio
    • 雑誌名

      Atmosphere

      巻: 10 号: 2 ページ: 76-76

    • DOI

      10.3390/atmos10020076

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Stable Isotope Ratios of Combustion Iron Produced by Evaporation in a Steel Plant2019

    • 著者名/発表者名
      Kurisu Minako、Adachi Kouji、Sakata Kohei、Takahashi Yoshio
    • 雑誌名

      ACS Earth and Space Chemistry

      巻: 印刷中 号: 4 ページ: 588-598

    • DOI

      10.1021/acsearthspacechem.8b00171

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Custom-made PTFE filters for ultra-clean size-fractionated aerosol sampling for trace metals2018

    • 著者名/発表者名
      Sakata Kohei、Kurisu Minako、Tanimoto Hiroshi、Sakaguchi Aya、Uematsu Mitsuo、Miyamoto Chihiro、Takahashi Yoshio
    • 雑誌名

      Marine Chemistry

      巻: 206 ページ: 100-108

    • DOI

      10.1016/j.marchem.2018.09.009

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Abundance of Light-Absorbing Anthropogenic Iron Oxide Aerosols in the Urban Atmosphere and Their Emission Sources2018

    • 著者名/発表者名
      Ohata Sho、Yoshida Atsushi、Moteki Nobuhiro、Adachi Kouji、Takahashi Yoshio、Kurisu Minako、Koike Makoto
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Atmospheres

      巻: 123 号: 15 ページ: 8115-8134

    • DOI

      10.1029/2018jd028363

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Fe-kaolinite in granite saprolite beneath sedimentary kaolin deposits: a mode of Fe substitution for Al in kaolinite2018

    • 著者名/発表者名
      Mayumi Jige, Tetsuichi Takagi, Yoshio Takahashi, Minako Kurisu, Yuki Tsunazawa, Kazuya Morimoto, Mihoko Hoshino, and Katsuhiro Tsukimura
    • 雑誌名

      American Mineralogist

      巻: in press 号: 7 ページ: 1126-1135

    • DOI

      10.2138/am-2018-6478

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Comparison of Arsenate and Molybdate Speciation in Hydrogenetic Ferromanganese Nodules2018

    • 著者名/発表者名
      Yang Shitong、Uesugi Soichiro、Qin Haibo、Tanaka Masato、Kurisu Minako、Miyamoto Chihiro、Kashiwabara Teruhiko、Usui Akira、Takahashi Yoshio
    • 雑誌名

      ACS Earth and Space Chemistry

      巻: 3 号: 1 ページ: 29-38

    • DOI

      10.1021/acsearthspacechem.8b00119

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] エアロゾル中の鉄の化学種および同位体比:海洋への水溶性鉄の供給に関連して2017

    • 著者名/発表者名
      栗栖美菜子、高橋嘉夫
    • 雑誌名

      海洋化学研究

      巻: 30 ページ: 18-26

    • NAID

      40021241821

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [学会発表] Estimation of contribution of anthropogenic iron in marine aerosols by iron isotope ratios2019

    • 著者名/発表者名
      Minako Kurisu, Kohei Sakata, Mitsuo Uematsu, and Yoshio Takahashi
    • 学会等名
      SOLAS open science conference 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Iron stable isotope ratios of aerosols from various sources to investigate origins of Fe transported to the North Pacific2019

    • 著者名/発表者名
      Minako Kurisu, Kohei Sakata, and Yoshio Takahashi
    • 学会等名
      Goldschmidt conference 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] エアロゾル中燃焼起源鉄の鉄安定同位体比を用いた海洋表層への鉄供給源推定に向けての考察2019

    • 著者名/発表者名
      栗栖美菜子、坂田昂平、足立光司、高橋嘉夫
    • 学会等名
      第28回環境化学討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] エアロゾル中燃焼起源鉄の鉄安定同位体比を用いた起源別エアロゾルの海洋表層への寄与の推定2019

    • 著者名/発表者名
      栗栖美菜子、坂田昂平、小畑元、西岡純、Tim M. Conway、 植松光夫、高橋嘉夫
    • 学会等名
      日本地球化学会第66回年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 燃焼由来エアロゾル中の低い鉄安定同位体比:気化の同位体分別過程の検証2018

    • 著者名/発表者名
      栗栖美菜子、坂田昂平、足立光司、高橋嘉夫
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合大会2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] エアロゾル中人為起源鉄の同位体分別過程の解明と海洋表層への寄与の推定2018

    • 著者名/発表者名
      栗栖美菜子、坂田昂平、植松光夫、足立光司、高橋嘉夫
    • 学会等名
      日本地球化学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Isotope fractionation of anthropogenic Fe in aerosols to determine its contribution to the surface ocean2018

    • 著者名/発表者名
      Minko Kurisu, Kohei Sakata, Mitsuo Uematsu, Yoshio Takahashi
    • 学会等名
      Goldschmidt Conference 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 人為起源鉄の低い安定同位体比の原因の解明:野焼きおよび製鉄所由来のエアロゾル2017

    • 著者名/発表者名
      栗栖美菜子、坂田昂平、高橋嘉夫
    • 学会等名
      日本地球化学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] エアロゾル中人為起源鉄の安定同位体比に基づく海洋表層への寄与の評価2017

    • 著者名/発表者名
      栗栖美菜子、高橋嘉夫
    • 学会等名
      2017年度質量分析学会同位体比部会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-05-25   更新日: 2024-03-26  

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