中期更新世初期と完新世の太陽活動による気候リズム

• 研究課題/領域番号: 18K03804
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分17040:固体地球科学関連
• 研究機関: 神戸大学
• 研究代表者: 兵頭 政幸 神戸大学, 内海域環境教育研究センター, 名誉教授 (60183919)
• 研究分担者: 安田 裕紀 神戸大学, 内海域環境教育研究センター, 講師(研究機関研究員) (50825875)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2023-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2022年度)
• 配分額: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2020年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2019年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2018年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: 銀河宇宙線 / スベンスマルク効果 / 雲の日傘効果 / 水月湖年縞堆積物 / 地磁気エクスカーション / 太陽活動 / 更新世 / 10Be / Δ14C / チバニアン期 / ラシャンエクスカーション / 水月湖 / 古地磁気 / IntCal20 / VGPパス / 気候変化 / 間氷期 / 中期更新世初期

研究成果の概要

銀河宇宙線量と下層雲量の正の相関は雲の日傘効果を介した地磁気と気候のリンクを示唆する。それは、地磁気逆転期に起きた寒冷化、気温年較差増大、冬季モンスーン強化で実証された。本研究では、千葉セクションコアTB2から取得した宇宙線生成核種10Beの数百年スケールの変動と生物生産量（気温の指標）が逆相関を示すことを発見し、太陽活動も気候を制御する可能性があることを明らかにした。また、水月湖年縞堆積物コアSG14から取得した地磁気エクスカーションの高解像度記録を使って、Δ14Cは大気海洋循環によって宇宙線量変化の50～400年遅れで変化し、その遅れは変化の波長に依存す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

1996年にスベンスマルク効果（銀河宇宙線量と下層雲量の正の相関）が発見されて以降、半世紀以上続く“地磁気と気候のリンク”に関する研究は理論的根拠を得たことでブームが巻き起こった。その結果、地磁気逆転期に寒冷化をはじめ雲の日傘効果で予想される気候変化の証拠が次々と得られ、研究は大きく前進した。本研究は、地磁気同様銀河宇宙線を制御している太陽活動もスベンスマルク効果を介して気候に影響を及ぼすことを明らかにした。これにより、宇宙線が地球の気候に普遍的に影響を及ぼす可能性が一段と高まり、将来の地球の温暖化や寒冷化の予測において考慮すべき重要な気候要素となった。

研究成果

• [国際共同研究] オックスフォード大学/スウォンジー大学/グラスゴー大学(英国)
• [国際共同研究] オックスフォード大学/スウォンジー大学/グラスゴー大学(英国)
• [国際共同研究] オックスフォード大学/グラスゴー大学/スウォンジー大学(英国)
• [国際共同研究] 中国地質大学(中国)
• [国際共同研究] University of Burgos(スペイン)
• [国際共同研究] 中国地質大学(中国)
• [国際共同研究] エトベシュロラーンド大学(ハンガリー)
• [雑誌論文] Intermittent non-axial dipolar-field dominance of twin Laschamp excursions (2022)
  • 著者名/発表者名: Hyodo, M., Nakagawa, T., Matsushita, H., Kitaba, I., Yamada, K., Tanabe, S., Bradak, B., Miki, M., McLean, D., Staff, R.A., Smith, V.C., Albert, P.G., Bronk Ramsey, C., Yamasaki, A., Kitagawa, J., Suigetsu 2014 Project
  • 雑誌名: Communications Earth & Environment 巻: 3 号: 1 ページ: 1-10
  • DOI: 10.1038/s43247-022-00401-0
  • 査読あり
• [雑誌論文] A re-analysis of Chibanian Pleistocene tracks from VERTESSVOLOS, Hungary, employing photogrammetry and 3D analysis (2021)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, I., Marko, A., Okamura, Y., Hyodo, M., Strickson, E.C., Falkingham, P.L.
  • 雑誌名: Annales Societatis Geologorum Poloniae 巻: 91 ページ: 1-10
  • DOI: 10.14241/asgp.2021.02
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] A centennial-resolution terrestrial climatostratigraphy and Matuyama-Brunhes transition record from a loess sequence in China (2020)
  • 著者名/発表者名: Hyodo, M., Banjo, K., Yang, T.S., Katoh, S., Shi, M., Yasuda, Y., Fukuda, J., Miki, M., Bradak, B.
  • 雑誌名: Progress in Earth and Planetary Science 巻: 7 号: 1 ページ: 1-18
  • DOI: 10.1186/s40645-020-00337-z
  • NAID: 120006940225
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Magnetic fabric of loess and its significance in Pleistocene environment reconstructions (2020)
  • 著者名/発表者名: Bradak, B., Seto, Y., Chadima, M., Kovacse, J., Tanos, P., Ujvari, G., Hyodo, M.
  • 雑誌名: Earth Science Reviews 巻: 210 ページ: 103385-103385
  • DOI: 10.1016/j.earscirev.2020.103385
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nano-sized authigenic magnetite and hematite particles in mature-paleosol phyllosilicates: New evidence for a magnetic enhancement mechanism in loess sequences of China. (2020)
  • 著者名/発表者名: Hyodo, M., Sano, T., Matsumoto, M., Seto, Y., Bradak, B., Suzuki, K., Yang, T.
  • 雑誌名: Journal of Geopysical Research 巻: 125 号: 3 ページ: 1-21
  • DOI: 10.1029/2019jb018705
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Age control of the first appearance datum for Javanese Homo erectus in the Sangiran area (2020)
  • 著者名/発表者名: Matsu'ura, S., Kondo, M., Danhara, T., Sakata, S., Iwano, H., Hirata, T., Kurniawan, I., Setiyabudi, E., Takeshita, Y., Hyodo, M., Kitaba, I., Sudo. M., Danhara, Y., Aziz, F.
  • 雑誌名: Science 巻: 367 ページ: 210-214
  • 査読あり
• [雑誌論文] 千葉セクション (2019)
  • 著者名/発表者名: GSSP proposal group
  • 雑誌名: 地質学雑誌 巻: 125 号: 1 ページ: 5-22
  • DOI: 10.5575/geosoc.2018.0056
  • NAID: 130007632544
  • ISSN: 0016-7630, 1349-9963
  • 年月日: 2019-01-15
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Intensified East Asian winter monsoon during the last geomagnetic reversal transition (2019)
  • 著者名/発表者名: Ueno, Y., Hyodo, M., Yang, T.S., Katoh, S.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 9 号: 1 ページ: 1-8
  • DOI: 10.1038/s41598-019-45466-8
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Relevance of ultrafine grains in the magnetic fabric of paleosols (2018)
  • 著者名/発表者名: Bradak, B., Seto, Y., Hyodo, M., and Szeberenyi, J.
  • 雑誌名: Geoderma 巻: 330 ページ: 125-135
  • DOI: 10.1016/j.geoderma.2018.05.036
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] 自生硫化鉄鉱物を含む堆積物の磁化から砕屑性磁鉄鉱の磁化を非加熱分離する (2023)
  • 著者名/発表者名: 兵頭政幸・田辺 祥汰・三木 雅子・ブラダック・バラージュ
  • 学会等名: 令和4年度高知大学海洋コア総合研究センター 共同利用・共同研究 成果発表会
• [学会発表] 双子のラシャン地磁気エクスカーションー非軸双極子磁場の間欠的な卓越 (2022)
  • 著者名/発表者名: 兵頭政幸・中川毅・松下隼人・北場育子・山田圭太郎・ブラダックバラージュ・三木雅子・リチャードA.スタッフ・ダニエーレマクレアン・ヴィクトリアC.スミス・ポールG.アルバート・クリストファーブロンクラムゼイ・山崎彬輝・北川淳子・水月湖2014プロジェクトメンバー
  • 学会等名: 令和3年度高知大学海洋コア総合研究センター 共同利用・共同研究 成果発表会
• [学会発表] The Laschamp and a new post-Laschamp excursions repeating directional swings from Lake Suigetsu varved sediments (2021)
  • 著者名/発表者名: Masayuki Hyodo, Takeshi Nakagawa, Hayato Matsushita, Ikuko Kitaba, Keitaro Yamada, Shota Tanabe, Balazs Bradak, Danielle McLean, Richard A. Staff, Victoria C. Smith, Paul G. Albert, Akiteru Yamasaki, Junko Kitagawa, Suigetsu 2014 Project Members
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合 2021年大会
• [学会発表] 水月湖年縞堆積物におけるラシャン地磁気エクスカーションの発見と その年代学的、層序学的意義 (2021)
  • 著者名/発表者名: 兵頭政幸・中川毅・松下隼人・北場育子・山田圭太郎・ブラダックバラージュ・三木雅子・リチャードA.スタッフ・ダニエーレマクレアン・ヴィクトリアC.スミス・ポールG.アルバート・クリストファーブロンクラムゼイ・山崎彬輝・北川淳子・水月湖2014プロジェクトメンバー
  • 学会等名: 日本第四紀学会 2021年大阪大会
• [学会発表] Centennial-resolution terrestrial climatostratigraphy and Matuyama-Brunhes transition from a loess sequence in China (2020)
  • 著者名/発表者名: Masayuki Hyodo, Kenta Banjo, Tianshui Yang, Shigehiro Katoh, Shi Meinan, Yuki Yasuda, Jun-ichi Fukuda1, Masako Miki, Balázs Bradák
  • 学会等名: JpGU-AGU Joint Meeting 2020
• [学会発表] Did Javan Homo erectus suffer a damage from an asteroid impact event? (2020)
  • 著者名/発表者名: Masayuki Hyodo
  • 学会等名: JpGU-AGU Joint Meeting 2020
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Matuyama-Brunhes地磁気逆転―海成層，陸成層の高解像度磁気・気候層序対比 (2020)
  • 著者名/発表者名: 兵頭政幸, ブラダックバラージュ, 加藤茂弘, 楊天水
  • 学会等名: 日本第四紀学会
• [学会発表] Nano-sized magnetite and hematite inclusions in muscovite in loess (2019)
  • 著者名/発表者名: Masayuki Hyodo, Takuro Sano, Megumi Matsumoto, Yusuke Seto, Kota Suzuki, Tianshui Yang, Balazs Bradak
  • 学会等名: Asia Oceania Gescienceｓ Society
• [学会発表] レス中白雲母が含有する大量の磁鉄鉱・赤鉄鉱ナノ粒子 (2019)
  • 著者名/発表者名: 兵頭政幸・佐野拓郎・松本恵・瀬戸雄介・鈴木康太・楊天水
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2019年大会
• [学会発表] 水月湖年縞堆積物に記録された最終氷期の地磁気エクスカーション (2019)
  • 著者名/発表者名: 田辺祥汰・三木雅子・兵頭政幸・中川毅・北場育子・山田圭太郎・北川淳子・Suigetsu 2014 Project Members
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2019年大会
• [学会発表] Centennial-scale bioproductivity changes during the earliest Middle-Pleistocene (2019)
  • 著者名/発表者名: 藤井和香・兵頭政幸・加藤茂弘・宮入陽介・山口夢香・横山祐典
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2019年大会
• [学会発表] 下層雲の日傘効果の気候への影響―最後の地磁気逆転を利用した検証 (2019)
  • 著者名/発表者名: 兵頭政幸・上野友輔・楊天水・加藤茂弘
  • 学会等名: 日本第四紀学会2019年大会
• [学会発表] 水月湖年縞堆積物で見つかった更新世末の地磁気エクスカーションの検証 (2019)
  • 著者名/発表者名: 田辺祥汰・三木雅子・兵頭政幸・北場育子・山田圭太郎・中川毅・北川淳子・Suigetsu 2014 Project Members
  • 学会等名: 日本第四紀学会2019年大会
• [学会発表] 中期更新世最初期の100年スケールの気候変化―太陽活動との関連性 (2019)
  • 著者名/発表者名: 藤井和香・兵頭政幸・加藤茂弘・宮入陽介・山口夢香・横山祐典
  • 学会等名: 日本第四紀学会2019年大会
• [学会発表] 地磁気の逆転と気候変化、人類の進化・拡散に関する磁気・気候層序年代制約 (2019)
  • 著者名/発表者名: 兵頭政幸
  • 学会等名: 第146回地球電磁気・地球惑星圏学会講演会
  • 招待講演
• [学会発表] Paleomagnetism of Lake Suigetsu varve sediments (2019)
  • 著者名/発表者名: 兵頭政幸
  • 学会等名: Lake Suigetus Project meeting
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 間氷期MIS 19における百年―千年スケールの東アジアモンスーン変動 (2018)
  • 著者名/発表者名: 上野友輔・兵頭政幸・楊天水・加藤茂弘
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2018年大会
• [学会発表] MIS 19間氷期の高解像度気候層序―千葉セクションからの発信 (2018)
  • 著者名/発表者名: 兵頭政幸
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2018年大会
• [学会発表] 水月湖年縞堆積物に記録された更新世最末期の地磁気エクスカーション (2018)
  • 著者名/発表者名: 田辺祥汰・三木雅子・兵頭政幸・北場育子・山田圭太郎・北川淳子・中川毅
  • 学会等名: 日本第四紀学会
• [学会発表] 大阪湾周辺の植生が示すMIS19 の急激な温暖化と寒冷化のくり返し (2018)
  • 著者名/発表者名: 藤井和香・兵頭政幸・加藤茂弘
  • 学会等名: 日本第四紀学会
• [学会発表] MIS19間氷期の気候層序の問題提起とその解 (2018)
  • 著者名/発表者名: 兵頭政幸
  • 学会等名: 日本第四紀学会
• [学会発表] 地磁気と気候のリンク (2018)
  • 著者名/発表者名: 兵頭政幸
  • 学会等名: 高知大学海洋コア総合研究センター設立15周年記念公開シンポジウム「地球を掘ってわかること～古地震、気候変動、地球の姿～（地球掘削科学共同利用・共同研究拠点の成果と今後の展望）」
  • 招待講演
• [学会発表] 中国レスの高精度気候層序に基づくMatuyama-Brunhes 地磁気逆転の解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 兵頭政幸・番匠健太・安田裕紀・楊天水
  • 学会等名: 第144回地球電磁気・地球惑星圏学会講演会
• [備考] 地磁気極が5年で南極大陸へジャンプした
  • URL: https://www.kobe-u.ac.jp/research_at_kobe/NEWS/news/2022_04_08_01.html
• [備考] 地磁気逆転途中に冬の季節風が強化していた ―銀河宇宙線による地球の気候への影響を証明―
  • URL: https://www.kobe-u.ac.jp/research_at_kobe/NEWS/news/2019_06_28_01.html
• [備考] 初期のジャワ原人の古さ、明らかに
  • URL: https://www.kobe-u.ac.jp/research_at_kobe/NEWS/news/2020_01_16_01.html
• [備考] 地磁気逆転途中に冬の季節風が強化していた
  • URL: https://www.eurekalert.org/pub_releases_ml/2019-07/ku-5070319.php
• [備考] 銀河宇宙線がもたらす雲の日傘効果 神戸大学が気候への影響を示す証拠を発見
  • URL: https://univ-journal.jp/26689/