革新的同位体分析システムの開発による”絶対水温計”の確立と応用研究への挑戦

• 研究課題/領域番号: 17K14413
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 層位・古生物学
• 研究機関: 茨城工業高等専門学校
• 研究代表者: 西田 梢 茨城工業高等専門学校, 国際創造工学科, 特別研究員 (10708374)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2019年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2019年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2017年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: クランプトアイソトープ / 炭酸凝集同位体比 / 絶対水温 / 安定同位体比 / 質量分析計 / 生物源炭酸塩 / 水温復元 / 貝類 / 炭酸塩 / 炭酸凝集温度計 / 古環境復元 / 炭酸カルシウム / 技術開発 / 微量分析 / 地球化学 / 古環境解析 / 古生物学 / 機器開発

研究成果の概要

本研究は、絶対水温計として注目されている炭酸凝集同位体比（クランプトアイソトープ、Δ47）分析について、同位体比分析手法の検討を行い、生物源炭酸塩や炭酸塩岩による温度復元への応用を目指した研究を実施した。IsoPrime100質量分析計を活用した炭酸凝集同位体分析法の高精度化を目指し、装置改良や同位体補正方法の検討を行った。さらに、水温飼育実験を行った貝類試料の炭酸凝集同位体分析を行い、二枚貝アカガイの炭酸凝集温度計は高精度に絶対水温を復元できることを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

炭酸凝集同位体比分析法は、過去の絶対水温の推定手法として近年注目されており、各国で炭酸凝集同位体分析システムの開発が進められている。一方で、日本国内で開発を行っている研究機関は限られ、未だ研究者が自由に利用できる状況には至っていない。本研究ではチューリッヒ工科大学と連携しながら炭酸凝集同位体分析の技術開発を推進し、茨城高専に分析環境の整備を目指した。　幅広い生物・地質試料への応用による、より高精度な過去・現在の環境変動解析への貢献が期待される。

研究成果

• [国際共同研究] ETH Zurich(スイス)
• [国際共同研究] American Museum of Natural History(米国)
• [国際共同研究] The University of Mainz(ドイツ)
• [国際共同研究] ETH Zurich(スイス)
• [雑誌論文] 貝類の炭素・酸素安定同位体比研究 (2020)
  • 著者名/発表者名: 西田 梢
  • 雑誌名: 化石 巻: 107 号: 0 ページ: 5-20
  • DOI: 10.14825/kaseki.107.0_5
  • NAID: 130007831179
  • ISSN: 0022-9202, 2424-2632
  • 年月日: 2020-03-30
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Novel reverse radioisotope labelling experiment reveals carbon assimilation of marine calcifiers under ocean acidification conditions (2020)
  • 著者名/発表者名: 8.Nishida, K., Chew, Y. C., Miyairi, Y., Hirabayashi, S., Suzuki, A., Hayashi, M., Yamamoto, Y., Sato, M., Nojiri, Y., Yokoyama , Y.
  • 雑誌名: Methods in Ecology and Evolution 巻: － 号: 6 ページ: 739-750
  • DOI: 10.1111/2041-210x.13396
  • NAID: 120007132526
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Temperatur dependency equation for chub mackerel (Scomber japonicus) identified by a laboratory rearing experiment and microscale analysis. (2020)
  • 著者名/発表者名: Nakamura, M., Yoneda, M., Ishimura, T., Shirai, K., Tamamura, M. and Nishida, K.
  • 雑誌名: Marine and Freshwater Research 巻: xx 号: 10 ページ: 1-6
  • DOI: 10.1071/mf19313
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Otolith oxygen isotope analysis and temperature history in early life stages of the chub mackerel Scomber japonicus in the Kuroshio?Oyashio transition region (2019)
  • 著者名/発表者名: Higuchi Tomihiko、Ito Shin-ichi、Ishimura Toyoho、Kamimura Yasuhiro、Shirai Kotaro、Shindo Hana、Nishida Kozue、Komatsu Kosei
  • 雑誌名: Deep Sea Research Part II: Topical Studies in Oceanography 巻: 169-170 ページ: 104660-104660
  • DOI: 10.1016/j.dsr2.2019.104660
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Effects of elevated CO2 on shell13C and 18O content and growth rates in the clam Scapharca broughtonii (2018)
  • 著者名/発表者名: Kozue Nishida, Masahiro Hayashi, Yuzo Yamamoto, Takahiro Irie, Yusuke Watanabe, Chiho Kishida, Yukihiro Nojiri, Mizuho Sato, Toyoho Ishimura, Atsushi Suzuki
  • 雑誌名: Geochimica et Cosmochimica Acta 巻: 235 ページ: 246-261
  • DOI: 10.1016/j.gca.2018.05.030
  • 査読あり
• [雑誌論文] Geographical variations in shell microstructural formation in Scapharca broughtonii (2018)
  • 著者名/発表者名: Kozue Nishida, Takenori Sasaki
  • 雑誌名: Biomineralization (the Proceedings of BIOMIN XIV) 巻: なし ページ: 177-186
  • DOI: 10.1007/978-981-13-1002-7_19
  • ISBN: 9789811310010, 9789811310027
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Grain-scale stable carbon and oxygen isotopic variations of the international reference calcite, IAEA-603 (2017)
  • 著者名/発表者名: Nishida Kozue、Ishimura Toyoho
  • 雑誌名: Rapid Communications in Mass Spectrometry 巻: 31 号: 22 ページ: 1875-1880
  • DOI: 10.1002/rcm.7966
  • 査読あり
• [雑誌論文] Temperature-controlled culture experiments with primary polyps of coral Acropora digitifera : Calcification rate variations and skeletal Sr/Ca, Mg/Ca, and Na/Ca ratios (2017)
  • 著者名/発表者名: Bell Tomoko、Nishida Kozue、Ishikawa Kei、Suzuki Atsushi、Nakamura Takashi、Sakai Kazuhiko、Ohno Yoshikazu、Iguchi Akira、Yokoyama Yusuke
  • 雑誌名: Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology 巻: 484 ページ: 129-135
  • DOI: 10.1016/j.palaeo.2017.03.016
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] Effects of water temperature and pH on shell clumped isotope in the experimentally cultured clam Scapharca broughtonii (2019)
  • 著者名/発表者名: Kozue Nishida, Toyoho Ishimura, Masahiro Hayashi, Atsushi Suzuki, Yukihiro Nojiri, Stefano M. Bernasconi
  • 学会等名: American Geophysical Union Fall Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] 精密飼育実験による二枚貝類アカガイの炭酸凝集同位体比の温度・pH影響の評価 (2019)
  • 著者名/発表者名: 西田 梢, 石村豊穂, 林 正裕, 鈴木 淳, 野尻幸宏, Stefano M. Bernasconi
  • 学会等名: 第14回バイオミネラリゼーションワークショップ
• [学会発表] 白亜紀頭足類の殻の炭素同位体比から読み解く絶滅生物の代謝情報 (2019)
  • 著者名/発表者名: 田近 周, 西田 梢, 白井厚太朗, 杉原奈央子, 石村豊穂, Neil Landman
  • 学会等名: 日本地質学会
• [学会発表] 耳石の酸素同位体比分析を用いた黒潮 親潮域に生息する未成魚マサバ経験 水温の推定 (2019)
  • 著者名/発表者名: 樋口富彦, 伊藤進一, 石村豊穂, 上村泰洋, 白井厚太朗, 進藤花, 西田 梢, 小松幸生
  • 学会等名: 日本地球化学会
• [学会発表] 魚類耳石の一日ごとの d18 O 履歴の抽出 -分析技術の高度化とマアジの生態 解明へ向けて (2019)
  • 著者名/発表者名: 武藤大知, 高橋素光, 西田梢, 石村豊穂
  • 学会等名: 日本地球化学会
• [学会発表] 魚類耳石の高解像度安定同位体比分析技術の高度化-サンマの回遊履歴解析を例に (2019)
  • 著者名/発表者名: 平尾萌, 巣山哲, 筧茂穂, 伊藤進一, 白井厚太朗, 冨士泰期, 青野智哉, 西田 梢, 石村豊穂
  • 学会等名: 日本地球化学会
• [学会発表] 精密飼育実験個体を用いた二枚貝の炭酸凝集同位体比の温度・ pH 影響の評価 (2019)
  • 著者名/発表者名: 西田 梢, 石村豊穂, 林正裕, 鈴木淳, 野尻幸宏, Stefano M. Bernasconi
  • 学会等名: 日本地球化学会
• [学会発表] 微量炭酸塩安定同位体分析の水産資源変動要因研究への応用：その意義と課題 (2019)
  • 著者名/発表者名: 石村豊穂, 白井厚太朗, 伊藤進一, 坂本達也, 西田 梢, 高橋素光, 樋口富彦, 青野智哉
  • 学会等名: 日本地球化学会
• [学会発表] Microscale stable isotopic analytical system (MICAL3c) reveals high-resolution temperature history of fish otoliths (2019)
  • 著者名/発表者名: Kozue Nishida, Tatsuya Sakamoto, Tomoya Aono, Saburo Sakai, Toyoho Ishimura
  • 学会等名: 5th International Sclerochronology Conference
• [学会発表] Temperature seasonality as recorded in shell microstructure of genus Scapharca (Mollusca: Bivalvia): new insights into the age determination and paleoenvironmental study (2019)
  • 著者名/発表者名: Kozue Nishida
  • 学会等名: 5th International Sclerochronology Conference
• [学会発表] Thermal dependency of stable carbon and oxygen isotopes in fish otoliths of juvenile sardine, Sardinops melanostictus, in rearing experiments (2018)
  • 著者名/発表者名: 3. Kozue Nishida, Akira Hayashi, Michio Yoneda, Tohya Yasuda, Kohei Yamagishi, Tatsuya Sakamoto, Motomitsu Takahashi, Toyoho Ishimura
  • 学会等名: American Geophysical Union fall meeting
  • 国際学会
• [学会発表] Otolith oxygen isotope analysis and temperature history in early life stages of chub mackerels Scomber japonicas (2018)
  • 著者名/発表者名: 4. Tomihiko Higuchi, Toyoho Ishimura, Yasuhiro Kamimura, Kotaro Shirai, Hana Shindo, Kozue Nishida, Kosei Komatsu, Shin-ichi Ito
  • 学会等名: 2nd International symposium "Ocean Mixing Processes: Impact on Biogeochemistry, Climate and Ecosystem
  • 国際学会
• [学会発表] Stable isotopic responses of fish otoliths of juvenile sardine Sardinops melanostictus experimentally cultured at different temperatures (2018)
  • 著者名/発表者名: 5. Kozue Nishida, Akira Hayashi, Michio Yoneda, Tohya Yasuda, Kohei Yamagishi, Tatsuya Sakamoto, Motomitsu Takahashi, Toyoho Ishimura
  • 学会等名: JpGU International Symposium
  • 国際学会
• [学会発表] Otolith oxygen isotope analysis and experienced temperature in early stage of chub mackerels Scomber japonicas (2018)
  • 著者名/発表者名: 6. Tomihiko Higuchi, Toyoho Ishimura, Yasuhiro Kamimura, Kotaro Shirai, Hana Shindo, Kozue Nishida, Kosei Komatsu, Shin-ichi Ito
  • 学会等名: International Otolith Symosium 2018
  • 国際学会
• [学会発表] IsoPrime + SPICAL2分析システムを活用した炭酸塩試料のクランプトアイソトープ分析に向けた試み (2018)
  • 著者名/発表者名: 西田 梢, 石村豊穂
  • 学会等名: 日本地球化学会
• [学会発表] サンマ耳石の成長履歴にともなう酸素安定同位体比分析と回遊履歴推定へ向けた試み (2018)
  • 著者名/発表者名: 平尾萌・伊藤進一・巣山哲・冨士泰期・白井厚太朗・青野智哉・西田 梢・筧茂穂・石村豊穂
  • 学会等名: 日本地球化学会
• [学会発表] 耳石酸素安定同位体比の高解像度分析によるマイワシの魚群識別と群形成時期の推定 (2018)
  • 著者名/発表者名: 青野智哉, 大内翔, 尾田昌紀, 安田十也, 南條暢聡, 高橋素光, 西田 梢, 坂井三郎, 石村豊穂
  • 学会等名: 日本地球化学会
• [学会発表] 微量炭酸塩安定同位体比分析システムを活用した国際標準試料の炭素・酸素同位体比の評価 (2018)
  • 著者名/発表者名: 西田 梢, 石村豊穂
  • 学会等名: 日本地質学会
• [学会発表] 対馬暖流域から日本海北部の表面海水δ18 Oと塩分：時空変動の解明に向けた高密度広域調査の展開 (2018)
  • 著者名/発表者名: 石村豊穂, 北島 聡, 後藤常夫, 森本晴之, 児玉武稔, 南條暢聡, 田中秀一, 小出晃士, 西田 梢, 高橋素光
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合大会
• [学会発表] Radio- and stable carbon isotopic responses in experimentally-cultured bivalves for the understanding of acidification effect on bivalve nutrient uptake and biomineralization (2018)
  • 著者名/発表者名: 西田 梢, Yue Chin Chew, 横山祐典, 鈴木 淳, 宮入陽介, 平林頌子, 林 正裕, 野尻幸宏
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合大会
• [学会発表] カサガイ類のサイズと年齢 (2018)
  • 著者名/発表者名: 山本大輔・西田 梢・白井厚太朗・杉原奈央子・石村豊穂・佐々木猛智
  • 学会等名: 日本貝類学会平成30年度大会
• [学会発表] 魚類耳石の酸素・炭素安定同位体比に記録された成長初期の環境・生態履歴―仔稚魚期イワシ類を例に― (2018)
  • 著者名/発表者名: 西田 梢, 安彩伽, 南條暢聡, 高橋素光, 石村豊穂
  • 学会等名: 日本古生物学会
• [学会発表] Stable carbon and oxygen isotope signatures in molluscan shells under ocean acidification (2017)
  • 著者名/発表者名: Kozue Nishida, Masahiro Hayashi, Atsushi Suzuki, Mizuho Sato, Yukihiro Nojiri
  • 学会等名: American Geophysical Union fall meeting
  • 国際学会
• [学会発表] Thermal dependency of shell microstructure in bivalve shells of Scapharca broughtonii: Culture-experimental and geochemical approaches (2017)
  • 著者名/発表者名: Kozue Nishida
  • 学会等名: BIOMIN XIV
  • 国際学会
• [学会発表] 耳石酸素安定同位体比を用いたマサバの成育環境推定 (2017)
  • 著者名/発表者名: 伊藤進一, 上村泰洋, 樋口富彦, 石村豊穂, 進藤花, 西田 梢, 白井厚太朗, 小松幸生, 渡邊千賀子, 由上
  • 学会等名: 水産海洋学会
• [学会発表] マサバ耳石の酸素同位体分析による環境履歴推定 (2017)
  • 著者名/発表者名: 樋口富彦, 石村豊穂, 上村泰洋, 白井厚太朗, 進藤花, 西田 梢, 小松幸生, 伊藤 進一
  • 学会等名: 水産海洋学会
• [学会発表] 日本海マイワシ耳石の超高解像度切削と微量安定同位比分析の実現ー回遊経路と資源量の推定に向けてー (2017)
  • 著者名/発表者名: 青野智哉, 大内翔, 尾田昌紀, 安田十也, 南條暢聡, 高橋素光, 西田 梢, 坂井三郎, 石村豊穂
  • 学会等名: 日本地球化学会
• [学会発表] 日本海広域での表層海水の酸素同位体比，その時空変動の解明に向けて (2017)
  • 著者名/発表者名: 石村豊穂, 小出晃士, 北島聡, 後藤常夫, 森本晴之, 児玉武稔, 西田 梢
  • 学会等名: 日本地球化学会
• [学会発表] 富山湾産シラス耳石の酸素・炭素安定同位体比―仔稚魚期イワシ類の生態解明に向けて― (2017)
  • 著者名/発表者名: 安彩伽, 西田梢, 南條暢聡, 高橋素光, 石村豊穂
  • 学会等名: 日本地球化学会
• [学会発表] 炭素・酸素安定同位体比分析システムMICAL3cを活用した微量海水・生物体液試料の分析手法の開発―Metabolic effectの解明に向けて― (2017)
  • 著者名/発表者名: 西田梢, 石村豊穂
  • 学会等名: 日本古生物学会
• [学会発表] 微量炭酸塩分析システムを活用した新規国際標準試料IAEA-603とNBS19の炭素・酸素同位体比の比較 (2017)
  • 著者名/発表者名: 西田梢, 石村豊穂
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合大会
• [備考] 筑波大学 研究者総覧
  • URL: https://trios.tsukuba.ac.jp/researcher/0000004403
• [備考] リサーチマップ
  • URL: https://researchmap.jp/koz_n/
• [備考] Researchgate
  • URL: https://www.researchgate.net/profile/Kozue_Nishida
• [備考] Google scholar
  • URL: https://scholar.google.co.jp/citations?user=fYAFfFoAAAAJ&hl=ja&oi=ao
• [備考] Researchmap
  • URL: https://researchmap.jp/koz_n/
• [備考] google scholar
  • URL: https://scholar.google.co.jp/citations?user=fYAFfFoAAAAJ&hl=ja&oi=ao