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新規開発の高温側古水温プロキシ・超長鎖アルケノンが拓く温室地球解読の新展開

研究課題

研究課題/領域番号 23K22615
補助金の研究課題番号 22H01344 (2022-2023)
研究種目

基盤研究(B)

配分区分基金 (2024)
補助金 (2022-2023)
応募区分一般
審査区分 小区分17050:地球生命科学関連
研究機関金沢大学

研究代表者

長谷川 卓  金沢大学, 地球社会基盤学系, 教授 (50272943)

研究分担者 中村 英人  北海道大学, 理学研究院, 助教 (00785123)
佐川 拓也  金沢大学, 地球社会基盤学系, 准教授 (40448395)
石村 豊穂  京都大学, 人間・環境学研究科, 准教授 (80422012)
研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2026-03-31
研究課題ステータス 交付 (2024年度)
配分額 *注記
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2025年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2024年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2023年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
2022年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
キーワードアルケノン / 古水温 / 白亜紀 / バイオマーカー / 異性体 / 古海洋
研究開始時の研究の概要

本研究では5000万年以上も前の温室地球を探るための様々な障壁を超えることができる古水温指標「高温側アルケノン古水温計」の新規開発を目指す.当該物質は高い時間解像度で抽出でき,軌道周期のみならず千年スケールの水温変動も捉えられる可能性がある.地球温暖化で激しい変動下に置かれる地域はどこか,の特定が進むなど温室地球研究に変革をもたらすことが期待される.白亜紀や古第三紀の試料はアルケノン含有量が微量であることもわかってきた.従ってこの目標を達成するには微量分析の開発も,また重要である.本研究では古水温算出のための努力と,微量分析方法の開発の努力を並行して進めていく.

研究実績の概要

地質試料から抽出したアルケノンに関して,異性体の存在が問題になることが解ってきた.炭素数40のアルケノンの分子構造中の2つの不飽和トランス結合部位のうち1つがcisになる異性体の存在は,通常のアルケノン定量で用いるGC分析では認識できない.一方,GC/MSの選択イオンモニタリングモードで分析すればその存在は理解できるが,定量性が低い.ただ層序学的に追跡すればその量的な変動は追跡することができる.初生的なall-trans体のアルケノンがどれだけの割合で異性体になったかを示す異性体化率を産出してその変動曲線を求めた.異性体化が堆積後の初期続成で生じているという考え方は,炭素数37のアルケノンでは支配的な考え方であり,それが正しければ水温指標となるアルケノン不飽和度指数(UK'40)とは連動性を示さないはずである.ところが求めた異性体化率をHasegawa & Goto (2024,Organic Geochemistry)で公表したアルケノン不飽和度指数(UK'40)変動と比較したところ,顕著な連動性が確認できた.アルケノン不飽和度はハプト藻が生育した水温の変動に連動しているので,異性体化率も何らかの環境変動に関連して変動していることが明らかになった.つまり異性体の定量を確実に行わないと,アルケノン不飽和度を用いた水温換算には大きな誤差を含むことになる.
これは,大きな問題提起となった.まずGC/MSなどを用いて異性体を定量する手法を確立しなければならないのである.このことに関しては,Hasegawa &Goto (2024)中でも一定の問題提起を行った.

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

新たな解決すべき問題が明らかになった点は大きな進展であったといえる.

今後の研究の推進方策

上述の通り,異性体の存在が明らかになり,かつその存在比が何らかの環境に連動していることが解ってきた.これを定量する手法を開発しなければ精度の高い水温推定はかなわない.その解決も視野に入れた計画練り直しが必要となる.まずは3不飽和分子と重複してGCから溶出する異性体をGC上で分離するためのカラム選択を進めていく.GC/MSの化学イオン化等も試していく.一方,異性体の存在量比は何らかの環境変動を記録していることが明らかであるため,どのような環境変動を記録しているかを明らかにすれば,これを環境指標プロキシとして提案できる可能性もある.これも視野に入れた研究を進めていきたい.

報告書

(1件)
  • 2022 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2024 2023 2022 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 4件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 3件) 図書 (2件)

  • [国際共同研究] ミラノ大学(イタリア)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] ハノーファー大学(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] スミソニアン博物館/ミズーリ大学(米国)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] Paleoceanographic importance of tri- and di-unsaturated alkenones through the early phase of Cretaceous Oceanic Anoxic Event 2 from southern high latitudes of the proto-Indian Ocean2024

    • 著者名/発表者名
      Hasegawa Takashi、Goto Akiko S.
    • 雑誌名

      Organic Geochemistry

      巻: 188 ページ: 104722-104722

    • DOI

      10.1016/j.orggeochem.2023.104722

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Millennial-scale paleotemperature change in the Japan Sea during Marine Isotope Stage 3: Impact of meridional oscillation of the subpolar front2023

    • 著者名/発表者名
      Sagawa Takuya、Hasegawa Takashi、Narita Yusuke、Yokoyama Masahiro、Kubota Yoshimi、Okazaki Yusuke、Goto Akiko S.、Suzuki Yoshiaki、Ikehara Ken、Nakagawa Takeshi
    • 雑誌名

      Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology

      巻: 626 ページ: 111713-111713

    • DOI

      10.1016/j.palaeo.2023.111713

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] The Global Boundary Stratotype Section and Point (GSSP) of the Campanian Stage at Bottaccione (Gubbio, Italy) and its Auxiliary Sections: Seaford Head (UK), Bocieniec (Poland), Postalm (Austria), Smoky Hill, Kansas (U.S.A), Tepayac (Mexico)2023

    • 著者名/発表者名
      Gale Andy他(Hasegawa Takashi含む)
    • 雑誌名

      Episodes

      巻: 46 号: 3 ページ: 451-490

    • DOI

      10.18814/epiiugs/2022/022048

    • 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] Decadal-centennial-scale solar-linked climate variations and millennial-scale internal oscillations during the Early Cretaceous2022

    • 著者名/発表者名
      Hasegawa Hitoshi, Katsuta Nagayoshi, Muraki Yasushi, Heimhofer Ulrich, Ichinnorov Niiden, Asahi Hirofumi, Ando Hisao, Yamamoto Koshi, Murayama Masafumi, Ohta Tohru, Yamamoto Masanobu, Ikeda Masayuki, Ishikawa Kohki, Kuma Ryusei, Hasegawa Takashi, Hasebe Noriko, Nishimoto Shoji and four others
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 12 号: 1 ページ: 21894-21894

    • DOI

      10.1038/s41598-022-25815-w

    • 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] Biotic and Paleoceanographic Changes Across the Late Cretaceous Oceanic Anoxic Event 2 in the Southern High Latitudes (IODP Sites U1513 and U1516, SE Indian Ocean)2022

    • 著者名/発表者名
      Maria Rose Petrizzo, Giulia Amaglio, David K. Watkins, Kenneth G. MacLeod, Brian T. Huber, Takashi Hasegawa and Erik Wolfgring
    • 雑誌名

      Paleoceanography and Paleoclimatology

      巻: 37 号: 9

    • DOI

      10.1029/2022pa004474

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Application of carbon isotope stratigraphy for regional correlation of non-marine Jurassic-Cretaceous Tetori Group in Japan2023

    • 著者名/発表者名
      Mayuko Kamimura, Koichi Hoyanagi, Takashi Hasegawa
    • 学会等名
      Annual Meeting of Geological Society of America, 2023
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Takashi Hasegawa, Hiromichi Komiya2023

    • 著者名/発表者名
      Cretaceous mid-Cenomanian Event from southern high latitude of Indian Ocean, IODP Site U1516
    • 学会等名
      Annual Meeting of Geological Society of America, 2023
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 白亜紀OAE2層準から得られた炭素数40の2不飽和アルケノンにみられる異性体2023

    • 著者名/発表者名
      長谷川卓
    • 学会等名
      地球環境史学会2023年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Mid-Cretaceous climatic perturbation in the southern high latitude ocean: drastic warming and cooling across the OAEs and the mid-Cenomanian event2022

    • 著者名/発表者名
      Takashi Hasegawa, A.S. Goto, H. Komiya, Y. Takagi, T. Matsuta, T. Takahashi
    • 学会等名
      Cretaceous Symposium 2022 Warsaw 2022年8月22日
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [図書] 地学事典2024

    • 著者名/発表者名
      地学団体研究会
    • 総ページ数
      1648
    • 出版者
      平凡社
    • ISBN
      9784582115086
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [図書] 古生物学の百科事典2023

    • 著者名/発表者名
      日本古生物学会編
    • 総ページ数
      754
    • 出版者
      丸善出版
    • ISBN
      9784621307588
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-12-25  

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