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宇宙線生成核種の年間生成率決定:地球磁場モデルの検証と新たな年代換算法の構築

研究課題

研究課題/領域番号 21K14003
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分17030:地球人間圏科学関連
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

中村 淳路  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 地質調査総合センター, 主任研究員 (60817419)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2023年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2022年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード宇宙線生成核種 / 10Be / 26Al / 生成率 / 年代測定 / 表面照射年代 / 地球磁場 / 岩石なだれ / 10Be,26Al
研究開始時の研究の概要

宇宙線生成核種(10Be、26Al)を用いた年代測定法は、氷河の消長復元などの古気候学の研究や地形学の研究において幅広く利用されている。この年代測定法では、1年間あたりに岩石中で生じる10Beや26Alの量、つまり10Beや26Alの生成率が年代換算を左右する重要なパラメータである。しかし、これまでの研究では、年代換算の際に組み込む地球磁場の変動に伴う生成率の変化について、十分な実測データがなかった。そこで本研究は、年代が独立的に明らかにされている巨礫中の宇宙線生成核種(10Be、26Al)を測定し、10Beおよび26Alの生成率を決定することで、年代換算に用いる地球磁場モデルを制約する。

研究実績の概要

本研究は過去1000年前程度の若い年代における,宇宙線生成核種(10Be,26Al)の生成率を求めることを目的とする.宇宙線生成核種の生成率とは,宇宙線による反応によって岩石中で1年間あたりに生じる10Beや26Alの量である.この生成率は,宇宙線生成核種を用いた年代測定法において,年代換算を左右する重要なパラメータとなる.これまでの研究では宇宙線生成核種の生成率の実測データは,主に過去1万年前から2万年前までのデータに偏っている.そのため,若い年代範囲は地球磁場強度が異なるにも関わらず,年代換算の根拠とするデータが不足していた.
宇宙線の照射を受けることとなった地質イベントの年代が独立的に明らかになっている岩石を採取することを目的とし,赤石山脈東北部,鳳凰三山東斜面に位置する岩石なだれの調査を行った.この岩石なだれは,花崗岩斜面の大規模な崩壊により形成されたものであり,径が数m以上の巨礫が岩塊流状に積み重なっている.試料採取では,安定して宇宙線生成核種が蓄積してきたと考えられる巨礫上から試料を採取する必要がある.そこで数値標高モデルから作成した図による地形判読をもとに現地を詳しく踏査し,ローブ状の微地形の形状と位置を再確認した.調査結果をもとに,2つの測線に沿った複数の地点から岩石試料を採取した.採取した岩石試料は粉砕後,篩にかけ,磁性分離を行った.試料の化学処理は,前年度に改良を重ねた酸処理法により行った.地球磁場モデルについては,モデルによる非双極子成分の違いについて検討を進めた.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

赤石山脈東北部,鳳凰三山東斜面に存在する岩石なだれの調査を行い,巨礫上から試料を採取した.試料採取ではローブ状の微地形の踏査を行い,巨礫が安定的に位置していたと考えられる地点から試料を採取した.岩石試料は粉砕後,篩にかけ,磁性分離を行った.その後,前年度に改良した手法により化学処理を行った.

今後の研究の推進方策

引き続き試料の化学分析を進め,試料採取地域における宇宙線生成核種の生成率を求める.これまで地球磁場モデルは複数提案されているが,古地磁気データのコンパイル方法の違いから,非双極子成分の寄与に地域差がある.本研究から求めた若い年代での核種の生成率データと,既存の生成率データを合わせたデータセットを構築し,年代換算に用いる地球磁場モデルを制約する.

報告書

(3件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (5件) (うちオープンアクセス 4件、 査読あり 3件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] 日本の土壌地球化学図2023

    • 著者名/発表者名
      太田 充恒,今井 登,寺島 滋,立花 好子,岡井 貴司,間中 光雄,久保田 蘭,中村 淳路,遠山 知亜紀
    • 雑誌名

      地球化学

      巻: 57 号: 4 ページ: 247-278

    • DOI

      10.14934/chikyukagaku.57.247

    • ISSN
      0386-4073, 2188-5923
    • 年月日
      2023-12-25
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] インテグレートサンプル導入システムとガス希釈システムを搭載したICP-MS による高マトリックス地質試料の多元素分析2023

    • 著者名/発表者名
      Atsunori Nakamura, Ran Kubota, Atsuyuki Ohta
    • 雑誌名

      地質調査研究報告

      巻: 74 号: 2 ページ: 71-85

    • DOI

      10.9795/bullgsj.74.2_71

    • ISSN
      1346-4272, 2186-490X
    • 年月日
      2023-05-24
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] An initial attempt to date Pleistocene marine terraces in the south coast of Japan using in situ cosmogenic 10Be and 26Al2023

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Yokoyama, Atsunori Nakamura, Gen Nagano, Hideki Maemoku, Yosuke Miyairi, Stephen Obrochta, Hiroyuki Matsuzaki
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms

      巻: 535 ページ: 255-260

    • DOI

      10.1016/j.nimb.2022.11.028

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 石から作った標準物質で地球を知る-50年を超える実績と信頼-2022

    • 著者名/発表者名
      太田 充恒, 久保田 蘭, 中村 淳路
    • 雑誌名

      計測標準と計量管理

      巻: 72 ページ: 33-36

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 10Be/9Be ratios of phenakite and beryl measured via direct Cs sputtering: Implications for selecting suitable Be carrier minerals for the measurement of low-level 10Be2021

    • 著者名/発表者名
      Atsunori Nakamura, Atsuyuki Ohta, Hiroyuki Matsuzaki, Takashi Okai
    • 雑誌名

      Geochemical Journal

      巻: 55 号: 4 ページ: 209-222

    • DOI

      10.2343/geochemj.2.0630

    • NAID

      130008119459

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] The AO driven climate change from 3 ka to 2 ka detected by an 8000-year record of dust deposition in Lake Motosu, Mt. Fuji2023

    • 著者名/発表者名
      Karin Nemoto, Yusuke Yokoyama, Stephen P. Obrochta, Shinya Yamamoto, Yosuke Miyairi, Atsunori Nakamura, Osamu Fujiwara, Aurelia Hubert-Ferrari, Laura Lamair, Vanessa Heyvaert, Marc De Batist, the QuakeRecNankai Team
    • 学会等名
      INQUA 2023
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] New geochemical data set of 53 elements in stream sediments classified by the dominant lithology in a drainage basin -GSJ Medal Lecture-2022

    • 著者名/発表者名
      Atsuyuki Ohta, Noboru Imai, Takashi Okai, Mitsuo Manaka, Ran Kubota, Atsunori Nakamura, Yoshiko Tachibana
    • 学会等名
      Goldschmidt 2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] An 8000-year record of East Asian dust deposition in Lake Motosu2022

    • 著者名/発表者名
      根本 夏林, 横山 祐典, Stephen Obrochta, 山本 真也, 宮入 陽介, 中村 淳路, Laura Lamair, Aurelia Hubert-Ferrari, Vanessa Heyvaert, Marc De Batist, 藤原 治, the QuakeRecNankai Team
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] 本栖湖における過去 8000 年間のダスト輸送履歴および気候変動との関連2022

    • 著者名/発表者名
      根本 夏林, 横山 祐典, Stephen Obrochta, 山本 真也, 宮入 陽介, 中村 淳路, Laura Lamair, Aurelia Hubert-Ferrari, Vanessa Heyvaert, Marc De Batist, 藤原 治, the QuakeRecNankai Team
    • 学会等名
      日本第四紀学会2022年大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 宇宙線生成核種(10Be)を用いた年代測定法の開拓:極めて若い年代試料への適用2021

    • 著者名/発表者名
      中村 淳路, 太田 充恒, 松崎 浩之, 岡井 貴司
    • 学会等名
      2021年度日本地球化学会第68回年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] サンプル導入システム(ISIS 3)を搭載したICP-MS による堆積物試料の多元素迅速分析2021

    • 著者名/発表者名
      久保田 蘭 , 中村 淳路, 太田 充恒
    • 学会等名
      2021年度日本地球化学会第68回年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Ages of Pleistocene marine terraces in the south coast of Japan using in situ cosmogenic 10Be and 26Al2021

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Yokoyama, Atsunori Nakamura, Gen Nagano, Hideaki Maemoku, Yosuke Miyairi, Hiroyuki Matsuzaki
    • 学会等名
      The 15th International Conference on Accelerator Mass Spectrometry
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2024-12-25  

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