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還元環境堆積物からの古地磁気強度変動の高解像度復元

研究課題

研究課題/領域番号 19H01997
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分17040:固体地球科学関連
研究機関東京大学

研究代表者

山崎 俊嗣  東京大学, 大気海洋研究所, 教授 (80344125)

研究分担者 山本 裕二  高知大学, 教育研究部総合科学系複合領域科学部門, 教授 (00452699)
臼井 洋一  金沢大学, 地球社会基盤学系, 准教授 (20609862)
中村 教博  東北学院大学, 高等教育開発室, 教授 (80302248)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2020年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2019年度: 9,750千円 (直接経費: 7,500千円、間接経費: 2,250千円)
キーワード古地磁気 / 岩石磁気 / 初期続成 / 赤鉄鉱 / 古地磁気学 / 岩石磁気学 / 還元続成作用 / 珪酸塩包有磁性鉱物 / 古地磁気強度 / 還元続成 / 海底堆積物 / 初期続成過程 / 初期続成作用 / 生物源磁鉄鉱 / 酸化還元境界
研究開始時の研究の概要

海底堆積物では鉄還元境界以深では磁性鉱物の溶解が起きるため、還元環境の堆積物は過去の地磁気変動復元の研究の対象外とされてきた。一方、珪酸塩鉱物中に包有された磁性鉱物の存在が最近注目され、これらはホスト鉱物の保護により溶解を免れるため、古地磁気記録を担い得ると考えられる。本研究は、還元環境の堆積物においても磁性鉱物包有物が相対古地磁気強度の情報を保持している可能性を、ピストンコアとIODP掘削コアを用いて検証することを目的とする。成功すれば、堆積速度が大きい故に海底下浅部で鉄還元境界に達し磁性鉱物の溶解が起きている堆積物から、高解像度の、また古い時代の古地磁気強度変動を求めることが可能となる。

研究成果の概要

海底堆積物において鉄還元境界以深では、続成過程の進行に伴い単体として存在する陸源磁鉄鉱と生物源磁鉄鉱が溶解して失われ、磁化強度は10%程度以下に減少する。それにもかかわらず、古地磁気方位及び相対古地磁気強度の記録は保持されている。そこでは、溶解を免れた珪酸塩包有磁鉄鉱と赤鉄鉱が存在し、それぞれが飽和等温残留磁化の約半分と3割を担っている。珪酸塩包有磁性鉱物は、ホスト珪酸塩鉱物の粒径分布と磁鉄鉱含有量から、堆積残留磁化にはあまり寄与していないと推定される。従って、主として赤鉄鉱が自然残留磁化を担っていると考えられる。

研究成果の学術的意義や社会的意義

赤鉄鉱はその飽和磁化が磁鉄鉱の100分の1程度と極めて小さいことから、海底堆積物の自然残留磁化を担う磁性鉱物としては従来見過ごされることが多かったが、還元続成作用を受けた海底堆積物では重要な担い手となることが本研究で初めて指摘された。磁性鉱物が還元溶解を受けた堆積物でも赤鉄鉱が古地磁気記録を保持できることは、従来磁性鉱物の還元溶解を理由に研究対象とされなかった堆積物を活用することへ道を開く。

報告書

(5件)
  • 2023 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (23件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Geomagnetic relative paleointensity and direction during the last 40,000 years obtained from a sediment core in the Nankai Trough2024

    • 著者名/発表者名
      Goto, R., Yamazaki, T., Okutsu, N., Ashi, J.
    • 雑誌名

      Earth Planets Space

      巻: 76 号: 1 ページ: 4-4

    • DOI

      10.1186/s40623-023-01945-x

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Understanding the Role of Biogenic Magnetite in Geomagnetic Paleointensity Recording: Insights From Ontong Java Plateau Sediments2022

    • 著者名/発表者名
      Li Jiaxi、Yamazaki Toshitsugu、Usui Yoichi、Sagawa Takuya、Kubota Yoshimi、Kuroda Junichiro
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Solid Earth

      巻: 127 号: 6

    • DOI

      10.1029/2022jb024387

    • 関連する報告書
      2022 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] Influence of Magnetofossils on Paleointensity Estimations Inferred From Principal Component Analyses of First‐Order Reversal Curve Diagrams for Sediments From the Western Equatorial Pacific2021

    • 著者名/発表者名
      Inoue Kosuke、Yamazaki Toshitsugu、Usui Yoichi
    • 雑誌名

      Geochemistry, Geophysics, Geosystems

      巻: 22 号: 10

    • DOI

      10.1029/2021gc010081

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Reductive dissolution of biogenic magnetite2020

    • 著者名/発表者名
      Yamazaki Toshitsugu
    • 雑誌名

      Earth, Planets and Space

      巻: 72 号: 1

    • DOI

      10.1186/s40623-020-01290-3

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 還元続成作用を受けた堆積物における珪酸塩包有磁性鉱物の古地磁気記録への寄与2023

    • 著者名/発表者名
      李嘉熙・山崎俊嗣・佐藤雅彦・黒田潤一郎
    • 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
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Magnetic mineral assemblages of a marine sediment core subjected to reductive diagenesis and their contributions to paleomagnetic signals2023

    • 著者名/発表者名
      李嘉熙・山崎俊嗣・佐藤雅彦・黒田潤一郎
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2023年大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Different contributions to paleomagnetic signals subjected to diagenesis: Overlooked hematite vs. overstated magnetic inclusions2023

    • 著者名/発表者名
      李嘉熙, 山崎俊嗣, 佐藤雅彦, 黒田潤一郎
    • 学会等名
      地球電磁気・地球惑星圏学会第154回総会・講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 西太平洋赤道域IODP Expedition 363 の深海底堆積物の約900~1800 万年前の古地 磁気層序と相対古地磁気強度2023

    • 著者名/発表者名
      熊谷祐穂・中村教博・山崎俊嗣
    • 学会等名
      地球電磁気・地球惑星圏学会第154回総会・講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Understanding of the role of silicate-hosted magnetic-mineral inclusions in paleomagnetic recording in sediments subjected to reductive diagenesis.2022

    • 著者名/発表者名
      李嘉熙、山崎俊嗣
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2022年大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Unmixing magnetic mineral assemblages of a western equatorial Pacific sediment core subjected to reductive diagenesis.2022

    • 著者名/発表者名
      李嘉熙, 山崎俊嗣, 佐藤雅彦, 黒田潤一郎
    • 学会等名
      地球電磁気・地球惑星圏学会第152回総会・講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Contribution of Silicate-hosted Magnetic Inclusions to Paleomagnetic Signals in Sediments Subjected to Reductive Diagenesis.2022

    • 著者名/発表者名
      Li, J., Yamazaki, T., Sato, M., Kuroda, J.
    • 学会等名
      2022 AGU Fall Meeting
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 相対古地磁気強度推定の高度化への取り組み:南東太平洋チリ沖コアの例2022

    • 著者名/発表者名
      山崎俊嗣、李嘉熙、下野貴也
    • 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
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Analysis of magnetic mineral composition of a sediment core taken from the Ontong-Java Plateau and its implications to relative paleointensity estimations2021

    • 著者名/発表者名
      李嘉熙、山崎俊嗣、臼井洋一、佐川拓也、黒田潤一郎
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2021年大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Influence of biogenic magnetite on paleointensity estimations inferred from FORC-PCA of sediments from the western equatorial Pacific2021

    • 著者名/発表者名
      井上耕輔、山崎俊嗣、臼井洋一
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2021年大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 南海トラフ堆積物を用いた相対古地磁気強度(RPI)推定:生物源マグネタイトが少ない堆積物の方がRPI研究に適している?2021

    • 著者名/発表者名
      山崎俊嗣、後藤滝弥、井上耕輔、李嘉熙
    • 学会等名
      2021年地磁気・古地磁気・岩石磁気「夏の学校」
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Analysis of magnetic mineral composition of a central North Pacific sediment core and its implications to RPI estimations2021

    • 著者名/発表者名
      李嘉熙、山崎俊嗣、臼井洋一
    • 学会等名
      地球電磁気・地球惑星圏学会第150回総会・講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Paleomagnetism of a Sediment Core Taken from the Ontong-Java Plateau: for Better Understanding of the Role of Biogenic Magnetite in Geomagnetic Paleointensity Recording2021

    • 著者名/発表者名
      Li, J., Yamazaki, T., Usui, Y., Sagawa, T., Kuboda, Y., Kuroda, J.
    • 学会等名
      2021 AGU Fall meeting
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 南海トラフ堆積物コアに記録された過去 4万年間の古地磁気永年変動2021

    • 著者名/発表者名
      後藤滝弥 ,山崎俊嗣,奥津 なつみ、芦 寿一郎
    • 学会等名
      令和2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
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Paleomagnetism of a sediment core taken from the Ontong-Java Plateau: for better understanding of the role of biogenic magnetite in geomagnetic paleointensity recording2021

    • 著者名/発表者名
      Li, J., Yamazaki, T., Sagawa, T., Kuroda, J., Usui, Y.
    • 学会等名
      令和2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
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Reductive dissolution of magnetofossils2020

    • 著者名/発表者名
      Yamazaki, T.
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2020年大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Paleomagnetism of sediment cores taken from the Ontong-Java plateau: for better understanding of the role of biogenic magnetite in geomagnetic paleointensity recording2020

    • 著者名/発表者名
      Li, J., Yamazaki, T.
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2020年大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 南海トラフ堆積物コアを用いた過去3万年間の古地磁気永年変動と岩石磁気に関する研究2020

    • 著者名/発表者名
      後藤滝弥・山崎俊嗣・奥津なつみ・芦寿一郎
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2020年大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] タービダイトが挟在する海底堆積物コアを用いた過去3万5000年間の古地磁気永年変動と相対古地磁気強度の復元:南海トラフ熊野沖の例2020

    • 著者名/発表者名
      後藤滝弥・山崎俊嗣・奥津なつみ・芦寿一郎
    • 学会等名
      地球電磁気・地球惑星圏学会第148回総会・講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Contribution of biogenic magnetite on natural remanence magnetization in deep-sea sediments2020

    • 著者名/発表者名
      井上耕輔・山崎俊嗣
    • 学会等名
      地球電磁気・地球惑星圏学会第148回総会・講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Paleomagnetism of sediment cores taken from the Ontong-Java plateau2020

    • 著者名/発表者名
      李嘉熙・山崎俊嗣・佐川拓也・黒田潤一郎
    • 学会等名
      地球電磁気・地球惑星圏学会第148回総会・講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 南東太平洋及び南大洋堆積物についての古地磁気・岩石磁気研究ターゲット2019

    • 著者名/発表者名
      山崎俊嗣
    • 学会等名
      東京大学大気海洋研究所共同利用研究集会「白鳳丸30周年記念世界一周航海(HEAW30)へ向けた研究戦略会議」
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Magnetofossil dissolution in the process of reduction diagenesis2019

    • 著者名/発表者名
      山崎俊嗣
    • 学会等名
      地球電磁気・地球惑星圏学会 地磁気・古地磁気・岩石磁気分科会「夏の学校」
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2025-01-30  

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