| 研究課題/領域番号 |
22K03713
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分17020:大気水圏科学関連
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| 研究機関 | 北見工業大学 |
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研究代表者 |
大野 浩 北見工業大学, 工学部, 准教授 (80634625)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2024年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2023年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2022年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
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| キーワード | 氷床 / フィルン / 気泡 / ガス分別 / アイスコア / 古環境復元 / 南極 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
極地氷床で採取されたアイスコアに含まれる大気成分の酸素と窒素の濃度比（O2/N2）は，雪が堆積していた当時の日射量の指標として古気候研究に利用されているが，O2/N2シグナルの形成メカニズムの詳細は明らかになっていない．
本研究は，申請者らが開発した手法（回転ラマン分光法を応用したアイスコア中空気含有物の高感度測定法）を用いて南極浅層コアに含まれる気泡のO2/N2を分析するとともに，コアのX線CT画像から気泡の分布を求め，それらの深さ（時間）変化を調べることで，氷床表層部における気泡-空隙間のガス分別現象がO2/N2シグナルの成因とする仮説を検証する．
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| 研究実績の概要 |
これまでの研究（氷化深度付近における気泡のラマン分光分析）で明らかになった，氷床表層部から存在すると考えられる微小気泡（通称マイクロバブル）のガス分別が卓越しており，このマイクロバブルのガス分別が氷床深部のガスシグナル（⊿O2/N2）の成因になり得るという観測事実に基づいて，南極氷床内陸部の表面積雪のマイクロフォーカスX線CT解析を実施し，マイクロバブルの直接観察および空間分布の把握を試みた．
今回調べた表面積雪はドームふじ基地近傍の深度約0.6mから採取され，サンプリング後の変態を防ぐために1ブロモドデカンを空隙に充填したものであるが，X線CT解析において予想されたような微小気泡の存在は認められなかった．
この解析結果は，マイクロバブルは従来考えられているようにフィルンの最上部にはじめから存在するわけではなく，より深部で（しかし比較的早い段階で）形成されることを示唆している．その一方で，実際には存在する微小気泡を見逃している可能性も否定できない．今回解析した画像データは氷と空隙の部分のコントラストが低く，ノイズによって両者の二値化が困難であったため，今後X線CT撮像時の露光時間を調整する（低い吸収域に合わせる）ことで見分けが容易になり，マイクロバブルの有無がはっきりするものと思われる．
引き続きマイクロフォーカスX線CTによるマイクロバブルの空間分布の把握に努めるとともに，追加のラマン分光分析を行って微小気泡のガス分別の深度依存性も合わせて調べることで，当該現象の解明を目指す．
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| 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
微小気泡においてガスの分別が卓越しており，この分別現象が氷床深部におけるガスシグナルの成因になり得るという重要な知見が得られている．
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| 今後の研究の推進方策 |
微小気泡の起源や，フィルン内部でガス分別が進行するプロセスを明らかにすることが今後の課題である．
前者については，マイクロフォーカスX線CT解析において，最適な撮像条件見つけることで氷と空隙の相分離を明瞭化し，フィルンに内部のマイクロバブルの空間分布を把握することで明らかにできると考えている．
後者については，フィルンコアに含まれる微小気泡のガス組成の深さプロファイルをラマン分光法を用いて調べることで，全容が明らかになると考えている．
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