硬骨海綿の骨格に記録された海水中二酸化炭素濃度の復元

• 研究課題/領域番号: 17K17669
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 環境動態解析; 地球宇宙化学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 田中 健太郎 東京大学, 大気海洋研究所, 特任研究員 (20792766)
• 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: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: 古環境 / 炭酸カルシウム / 海洋酸性化 / 硬骨海綿 / 二酸化炭素 / 石灰化生物 / 環境復元 / pH

研究成果の概要

硬骨海綿は海洋の洞窟などに生息し，炭酸カルシウムの骨格を形成する．この研究では硬骨海綿の化学組成（ホウ素の濃度と同位体比）を利用して，海洋のpHや炭酸イオン濃度を推定できるか検証した．その結果，ホウ素同位体比を使って推定したpHは実際の海洋のpHと近い値を示し，硬骨海綿のホウ素同位体比を海洋pHの指標として利用できる可能性が示唆された．一方，ホウ素の濃度と同位体比を使って推定した炭酸イオン濃度は海水の値より数倍高い値を示し，硬骨海綿を使った炭酸イオン濃度の推定は正確ではない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

本研究では硬骨海綿のホウ素同位体比が海水pHの指標となりうることを示した．これまでもサンゴの骨格や有孔虫に記録された化学組成を利用して海水のpHを推定する研究が行われてきた．しかし，サンゴ骨格の化学組成から推定されるpHは海水のｐHより高く，有孔虫を使った研究が行われた海域は限られている．今回の成果によってこれまでより広い海域と年代のpHをより正確に推定できる可能性を提示できた．本研究の成果をもとに全球規模での大気―海洋間の二酸化炭素の収支をより正確に明らかにする試みが促進されると期待できる．

研究成果

• [雑誌論文] Evidence in the Japan Sea of microdolomite mineralization within gas hydrate microbiomes (2020)
  • 著者名/発表者名: Snyder, G.T., Matsumoto, R., Suzuki, Y., Kouduka, M., Kakizaki, Y., Zhang, N., Tomaru,H., Sano, Y.,, Takahata, N., Tanaka, K., Bowden, S.A., Imajo, T.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 10 号: 1 ページ: 1-13
  • DOI: 10.1038/s41598-020-58723-y
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Geochemical constraints on the depositional environment of the 1.84 Ga Embury Lake Formation, Flin Flon Belt, Canada (2020)
  • 著者名/発表者名: Motomura Kento、Kiyokawa Shoichi、Ikehara Minoru、Tanaka Kentaro、Sano Yuji
  • 雑誌名: Island Arc 巻: 29 号: 1 ページ: 1-23
  • DOI: 10.1111/iar.12343
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] A review of transgenerational effects of ocean acidification on marine bivalves and their implications for sclerochronology (2020)
  • 著者名/発表者名: Zhao Liqiang、Shirai Kotaro、Tanaka Kentaro、Milano Stefania、Higuchi Tomihiko、Murakami-Sugihara Naoko、Walliser Eric O.、Yang Feng、Deng Yuewen、Sch?ne Bernd R.
  • 雑誌名: Estuarine, Coastal and Shelf Science 巻: 235 ページ: 106620-106620
  • DOI: 10.1016/j.ecss.2020.106620
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Trace elemental alterations of bivalve shells following transgenerational exposure to ocean acidification: Implications for geographical traceability and environmental reconstruction (2020)
  • 著者名/発表者名: Liqiang Zhao, Stefania Milano, Kentaro Tanaka, Jian Liang, Yuewen Deng, Feng Yang, Eric O. Walliser, Bernd R. Schone
  • 雑誌名: Science of Total Environments 巻: 705 ページ: 135501-135501
  • DOI: 10.1016/j.scitotenv.2019.135501
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Structural-morphological and sedimentary features of forearc slope off Miyagi, NE Japan: implications for development of forearc basins and plumbing systems (2020)
  • 著者名/発表者名: Chang, Jih-Hsin, Park, Jin-Oh, Chen, Tzu-Ting, Yamaguchi, Asuka, Tsuru, Tetsuro, Sano, Yuji, Hsu, Ho-Han, Shirai, Kotaro, Kagoshima, Takanori, Tanaka, Kentaro, Tamura, Chiori
  • 雑誌名: Geo-Marine Letters 巻: - 号: 3 ページ: 309-324
  • DOI: 10.1007/s00367-020-00636-w
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] New insight into light-enhanced calcification in mytilid mussels, Mytilus sp., infected with photosynthetic algae Coccomyxa sp.: δ13C value and metabolic carbon record in shells (2019)
  • 著者名/発表者名: Zhao Liqiang、Zuykov Michael、Tanaka Kentaro、Shirai Kotaro、Anderson Julia、McKindsey Christopher W.、Deng Yuewen、Spiers Graeme、Schindler Michael
  • 雑誌名: Journal of Experimental Marine Biology and Ecology 巻: 520 ページ: 151211-151211
  • DOI: 10.1016/j.jembe.2019.151211
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Determination of the geographical origin of marine mussels (Mytilus spp.) using 143Nd/144Nd ratios (2019)
  • 著者名/発表者名: Zhao Liqiang、Tanaka Kentaro、Tazoe Hirofumi、Iizuka Tsuyoshi、Kubota Kaoru、Murakami-Sugihara Naoko、Shirai Kotaro
  • 雑誌名: Marine Environmental Research 巻: 148 ページ: 12-18
  • DOI: 10.1016/j.marenvres.2019.05.002
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Microscale magnesium distribution in shell of the Mediterranean mussel Mytilus galloprovincialis: An example of multiple factors controlling Mg/Ca in biogenic calcite (2019)
  • 著者名/発表者名: KentaroTanaka, Nobuyuki Okaniwa, Tsuzumi Miyaji, Naoko Murakami-Sugihara, Liqiang Zhao, Kazushige Tanabe, Bernd R. Schone, Kotaro Shirai
  • 雑誌名: Chemical Geology 巻: 511 ページ: 521-532
  • DOI: 10.1016/j.chemgeo.2018.10.025
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] Sea surface pH over the last 7 kyr reconstructed by boron isotope ratio of sclerosponges (2019)
  • 著者名/発表者名: K. TANAKA, K. SHIRAI, A. KITAMURA, R. SHINJO
  • 学会等名: Goldschmidt2019
  • 国際学会
• [学会発表] 硬骨海綿を使った過去の海水pHの推定 (2019)
  • 著者名/発表者名: 田中健太郎，白井厚太朗，北村晃寿，上野大輔 ，矢島健，佐々木猛智，新城竜一
  • 学会等名: 日本サンゴ礁学会第22回大会
• [図書] Coral Reef Studies of Japan Chapter 6 Frontiers of Coral-Based Sclerochronological Studies in Japan (2018)
  • 著者名/発表者名: Kohki Sowa and Kentaro Tanaka
  • 総ページ数: 179
  • 出版者: Springer