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古湖沼学的アプローチによる玄武岩質火山噴火に伴う一次生産応答の時空間解析

研究課題

研究課題/領域番号 22K03746
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17030:地球人間圏科学関連
研究機関山梨県富士山科学研究所

研究代表者

山本 真也  山梨県富士山科学研究所, その他部局等, 研究員 (50526754)

研究分担者 亀谷 伸子  山梨県富士山科学研究所, その他部局等, 研究員 (50848562)
香月 興太  島根大学, 学術研究院環境システム科学系, 講師 (20423270)
研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2024年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワード火山噴火 / 湖沼 / 一次生産 / 珪藻バイオマーカー / 炭素同位体 / 珪藻化石群集 / 珪藻 / バイオマーカー / 富士山
研究開始時の研究の概要

火山噴火が気候や周辺環境に深刻な影響を及ぼすことはよく知られているが、玄武岩質火山噴火が湖水環境や生態系に与える影響については未だ不明な点が多い。本研究では、日本最大の玄武岩質活火山「富士山」山麓に位置する富士五湖の湖底堆積物を研究対象として、堆積物中に含まれる珪藻化石や植物プランクトンに由来する有機化合物の変化をテフラ(火砕物)の堆積前後で連続的に明らかにする。更に得られた結果を、複数の湖間で比較することで玄武岩質テフラ噴火に伴い湖の一次生産がどのように変化したのかを時空間的に明らかにする。

研究実績の概要

今年度の研究では、玄武岩質火山噴火で引き起こされる一次生産応答の時系列変化の特徴を明らかにするため、前年度に引き続き、富士山北麓・河口湖で採取した長さ約3.4 mの堆積物コア(KG22-01)の分析を行った。堆積物コア中の植物片の放射性炭素年代測定の結果、本コア底部付近(深度3.27-3.19 m)に含まれる層厚8 cmのスコリア層が約1760~1800年前(弥生時代後期)の噴火によるものと推定された。これまで河口湖周辺ではこの時代のスコリア層は報告されておらず、未報告スコリアである可能性がある。そこで、当該スコリア層の起源を明らかにするために、粒子画像解析装置(CAMSIZER P4)による形状測定及び蛍光X線分析装置(XRF)による全岩化学組成の分析を行った。堆積物中の脂肪酸の炭素安定同位体比の変動からは、陸上植物起源のC26, C28, C30脂肪酸が類似した層序的変動パターンを示したのに対し、C16, C24脂肪酸では変動パターンが異なっており、脂肪酸の起源が異なる可能性が示唆された。また、堆積物中の全有機炭素(TOC)、全窒素(TN)の分析の結果、TOC/TN比がスコリア層の直上で増加し、スコリア堆積により湖の生産性が噴火後約60年にわたって減少した可能性が示唆された。一方で、珪藻化石の分析からは噴火直後に貧栄養性種であるFragilaria crotonensisが減少し富栄養性種であるAulacoseira granulataが増加しており、火山噴火に伴う湖沼環境の変化が示唆された。

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

順調に分析が進んでおり、噴火後の湖沼環境の変化が高解像度で明らかになりつつある。

今後の研究の推進方策

堆積物中の脂肪酸の水素同位体比の測定を行い、脂肪酸の起源を明らかにする。珪藻化石の分析を進め、バイオマーカーとの比較を行う。スコリア層の微量元素分析を行い、既存のテフラ層序との対比を進める。最終的に、これらデータをまとめ玄武岩質噴火後の環境変化を高解像度で明らかにする。

報告書

(2件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (6件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Monthly measurements of water dissolved inorganic radiocarbon in Lake Kawaguchi for three years indicating seasonal precipitation-groundwater variations2023

    • 著者名/発表者名
      Ota Kosuke、Yokoyama Yusuke、Miyairi Yosuke、Yamamoto Shinya、Wang Yunyi、Miyajima Toshihiro
    • 雑誌名

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

      巻: 538 ページ: 75-80

    • DOI

      10.1016/j.nimb.2023.02.021

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Eruptive history of Mt. Fuji over the past 8000 years based on integrated records of lacustrine and terrestrial tephra sequences and radiocarbon dating2023

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto Shinya、Kametani Nobuko、Yoshimoto Mitsuhiro、Miyairi Yosuke、Yokoyama Yusuke
    • 雑誌名

      Quaternary Science Advances

      巻: 12 ページ: 100091-100091

    • DOI

      10.1016/j.qsa.2023.100091

    • 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] Implication of atmospheric nutrient inputs and warming effects for the ecosystem of Lake Yamanaka, Japan, revealed by sedimentary analysis2022

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto Shinya、Kuwae Michinobu、Tsugeki Narumi、Tani Yukinori
    • 雑誌名

      Hydrobiologia

      巻: 850 号: 7 ページ: 1487-1501

    • DOI

      10.1007/s10750-022-05071-9

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Long-term monthly measurements of dissolved inorganic radiocarbon in water around Fuji Five Lakes for understanding seasonal hydrological variation2023

    • 著者名/発表者名
      太田耕輔, 横山祐典, 宮入陽介, 山本真也, 宮島利宏
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2023年年次大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 河口湖の湖底堆積物のバイオマーカー分析により復元された富士山噴火に伴う湖沼環境変化2023

    • 著者名/発表者名
      山本真也, 乾寛実, 香月興太 山田桂, 鈴木健太, 多田賢弘, 林竜馬, 馬場章, 多田隆治
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2023年年次大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Establishment of highly accurate age model using radiocarbon dating of fossil pollen automatically extracted from Lake Motosu sediments2023

    • 著者名/発表者名
      太田耕輔, 横山祐典, 宮入陽介, オブラクタスティーブン, 山本真也, Hubert-Ferrari, A., Heyvaert, V.M.A., De Batist, M., 藤原治
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2023年年次大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 富士火山北麓および東麓のテフラ層序の再検討2023

    • 著者名/発表者名
      亀谷伸子, 吉本充宏, 山本真也, 安田敦
    • 学会等名
      日本火山学会2023年秋季大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 富士五湖(河口湖)の湖底堆積物を用いた火山噴火に伴う環境変化の復元2023

    • 著者名/発表者名
      乾 寛実・山本真也・山田 桂・鈴木健太・ 多田賢弘・多田隆二・林竜馬・馬場 章・香月 興太
    • 学会等名
      汽水域合同研究発表会2023
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 富士五湖(河口湖)の湖底堆積物から産出した珪藻化石2022

    • 著者名/発表者名
      乾 寛実・山田 桂・多田隆治・多田賢弘・鈴木健太・山本真也・馬場 章・林竜馬・香月興太
    • 学会等名
      汽水域研究発表会2022(第14回)佐賀大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-12-25  

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