海氷融解過程を考慮した極域海洋像の構築

• 研究領域: 新海洋像：その機能と持続的利用
• 研究課題/領域番号: 25121501
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 複合領域
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 西岡 純 北海道大学, 低温科学研究所, 准教授 (90371533)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 13,780千円 (直接経費: 10,600千円、間接経費: 3,180千円); 2014年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円); 2013年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円)
• キーワード: 極域 / 亜極域 / 海氷 / 融解水 / 鉄 / 極域・亜極域 / 海氷融解水 / 栄養塩 / 生物生産

研究実績の概要

本課題では、海氷が栄養物質の循環と植物プランクトン増殖にどのような役割を果たしているのかを、生物・化学的視点から明らかにする事を目的として取り組んだ。これまでの知見では、季節海氷域では春季に海氷が融けることで海洋表層に低温・低塩分水を供給し、密度成層を発達させ、植物プランクトンにとって光環境の整った安定な生息域を形成する点で、春季から夏季の植物プランクトンの増殖に大きな影響を与える事が指摘されていた。一方で、表層の低温・低塩分水の形成が、窒素・リン・ケイ素などの主要な栄養塩や、海水中で不足しがちな鉄分などの濃度にどのような影響を与え、植物プランクトン増殖に影響しているのかについては知見が不足していた。そこで我々は、海氷内に含まれる化学物質と、海氷融解水が表層の栄養物質環境に与える影響を調べるため、2013年夏季の北極海において、海氷をクリーンにサンプリングし、海氷の中に含まれる窒素・リン・ケイ素などの栄養塩や鉄分の分析を実施した。その結果、海氷には表層の海水にくらべて１-２オーダー以上高い濃度で鉄分が含まれていること、一方で主要な栄養塩は海氷結氷時に排出されて海氷内の濃度が著しく低いことが明らかとなった。さらに、北極海の氷縁域で海洋表面水のマッピングを実施し、アルカリ度と鉄分および栄養塩を測定することで、北極海表層の広範囲に海氷融解水由来の鉄分が供給されていて、主要な栄養塩である硝酸塩が消費されている様子を捉えることに成功した。河川水由来の鉄分供給の及ぶ範囲に比べ、海氷融解水由来の鉄分の及ぶ範囲は各段に大きいと考えられ、北極海季節海氷域だけでなく、海氷融解水の及ぶ範囲の植物プランクトン生態系に大きな影響を与えていることが示唆された。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Iron and macro-nutrient concentrations in sea ice and their impact on the nutritional status of surface waters in the southern Okhotsk Sea (2014)
  • 著者名/発表者名: Naoya Kanna, Takenobu Toyota, Jun Nishioka
  • 雑誌名: Progress in Oceanography 巻: 126 ページ: 44-57
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quantitative evaluation of iron transport processes in the Sea of Okhotsk (2014)
  • 著者名/発表者名: Jun Nishioka, Takeshi Nakatsuka, Kazuya Ono, Yu N Volkov, Alexey Scherbinin, Takayuki Shiraiwa
  • 雑誌名: Progress in Oceanography 巻: 126 ページ: 180-193
  • 査読あり
• [雑誌論文] Laterally spreading iron, humic-like dissolved organic matter and nutrients in cold, dense subsurface water of the Arctic Ocean (2014)
  • 著者名/発表者名: Nanako Hioki, Kenshi Kuma, Yuichirou Morita, Ryouhei Sasayama, Atsushi Ooki, Yoshiko Kondo, Hajime Obata, Jun Nishioka, Youhei Yamashita, Shigeto Nishino, Takashi Kikuchi, Michio Aoyama
  • 雑誌名: Scientific reports 巻: 4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Methods for biogeochemical studies of sea ice: The state of the art, caveats, and recommendations (2014)
  • 著者名/発表者名: Lisa A Miller, Francois Fripiat, Jun Nishioka, Daiki Nomura, et al.
  • 雑誌名: Elementa: Science of the Anthropocene 巻: 1 ページ: 1-53
  • 査読あり
• [雑誌論文] Biogeochemical and physical processes in the Sea of Okhotsk and the linkage to the Pacific Ocean (2014)
  • 著者名/発表者名: Nishioka, J., I. Yasuda, H. Liu, H. Mitsudera, T. Nakatsuka, Y. N. Volkov
  • 雑誌名: Progress in Oceanography 巻: 印刷中
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quantitative evaluation of iron transport processes in the Sea of Okhotsk (2014)
  • 著者名/発表者名: Nishioka, J., T. Nakatsuka, K. OnoY. N. Volkov, A. Scherbinin, T. Shiraiwa
  • 雑誌名: Progress in Oceanography 巻: 印刷中
  • 査読あり
• [雑誌論文] Iron and macro-nutrient concentrations in sea ice and their impact on the nutritional status of surface waters in the southern Okhotsk Sea (2014)
  • 著者名/発表者名: Kanna, N., T. Toyota, J. Nishioka
  • 雑誌名: Progress in Oceanography 巻: 印刷中
  • 査読あり
• [雑誌論文] Intensive mixing along an island chain controls oceanic biogeochemical cycles (2013)
  • 著者名/発表者名: Nishioka, J., T. Nakatsuka, Y. W. Watanabe, I. Yasuda, K. Kuma, H. Ogawa, N. Ebuchi, A. Scherbinin, Y. N. Volkov, T. Shiraiwa and M. Wakatsuchi
  • 雑誌名: GLOBAL BIOGEOCHEMICAL CYCLES 巻: 27 号: 3 ページ: 1-10
  • DOI: 10.1002/gbc.20088
  • NAID: 120005394546
  • 査読あり
• [雑誌論文] Availability of particulate Fe to phytoplankton in the Sea of Okhotsk (2013)
  • 著者名/発表者名: Sugie, K., J. Nishioka, K. Kuma, Y. N. Volkov, and T. Nakatsukak
  • 雑誌名: Marine Chemistry 巻: 152 ページ: 20-31
  • DOI: 10.1016/j.marchem.2013.03.005
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fe/Al ratios of suspended particulate matter from intermediate water in the Okhotsk Sea: Implications for long-distance lateral transport of particulate Fe (2013)
  • 著者名/発表者名: Shigemitsu, M., J. Nishioka, Y.W. Watanabe, Y. Yamanaka, T. Nakatsuka, Y.N. Volkov
  • 雑誌名: Marine Chemistry 巻: 157 ページ: 41-48
  • DOI: 10.1016/j.marchem.2013.07.003
  • 査読あり
• [学会発表] 北極海の淡水流入に伴う鉄の供給と植物プランクトンの応答 (2014)
  • 著者名/発表者名: 武居信行、大木敦之、平譯 享、西岡 純
  • 学会等名: 2014年度日本海洋学会秋季大会
  • 発表場所: 長崎大学 (長崎市）
  • 年月日: 2014-09-15
• [学会発表] Quantitative evaluation of iron transport processes in the Sea of Okhotsk (2014)
  • 著者名/発表者名: Jun NISHIOKA, Takeshi NAKATSUKA
  • 学会等名: Asia Oceania Geoscience Society 2014 Annual Meeting
  • 発表場所: Sapporo ロイトン札幌(札幌市）
  • 年月日: 2014-08-01
• [学会発表] Iron and Macro-nutrient Concentrations in Sea Ice and Their Impact on the Nutritional Status of Surface Waters in the Southern Okhotsk Sea (2014)
  • 著者名/発表者名: Kanna, N., T. Toyota, and J. Nishioka
  • 学会等名: Asia Oceania Geoscience Society 2014 Annual Meeting
  • 発表場所: Sapporo ロイトン札幌(札幌市）
  • 年月日: 2014-08-01
• [学会発表] 西部北極海における鉄・栄養塩・フミン物質の挙動と起源 (2014)
  • 著者名/発表者名: 日置菜々子、久万健志、森田雄一朗、笹山了平、大木淳之、近藤能子、小畑元、西岡純、山下洋平
  • 学会等名: 日本海洋学会春季大会
  • 発表場所: 東京海洋大学 東京
• [学会発表] 新青丸KS-13-T3 習熟航海におけるクリーンサンプリング (2014)
  • 著者名/発表者名: 小畑元、西岡純、金泰辰、則末和宏、武田重信、涌田陽平、蒲生俊敬
  • 学会等名: 日本海洋学会春季大会
  • 発表場所: 東京海洋大学 東京
• [学会発表] オホーツク海表層への鉄の輸送及び植物プランクトンの増殖に海氷が果たす役割 (2014)
  • 著者名/発表者名: 漢那直也、村山愛子、豊田威信、Yu N. Volkov、西岡純
  • 学会等名: 日本海洋学会春季大会
  • 発表場所: 東京海洋大学 東京
• [学会発表] 北太平洋亜寒帯域の鉄供給過程における大気ダストの役割 (2014)
  • 著者名/発表者名: 的場澄人、小埜恒夫、村山愛子、西岡純
  • 学会等名: 日本海洋学会春季大会
  • 発表場所: 東京海洋大学 東京
• [学会発表] WEST-TO-EAST DISSOLVED IRON DISTRIBUTION IN THE SUBARCTIC PACIFIC (2014)
  • 著者名/発表者名: Jun Nishioka, Hajime Obata
  • 学会等名: 2014 Ocean Sciences Meeting
  • 発表場所: Convention center, Honolulu, USA
• [学会発表] The impact of sea ice melting on the macro- and micro-nutrient conditions and on the community composition of phytoplankton (2014)
  • 著者名/発表者名: Naoya Kanna, Takenobu Toyota, Jun Nishioka
  • 学会等名: 2014 Ocean Sciences Meeting
  • 発表場所: Convention center, Honolulu, USA
• [学会発表] DISSOLVED IRON(II) IN THE NORTHERN BERING SEA SHELF AND CHUKCHI SEA (2014)
  • 著者名/発表者名: Yoshiko Kondo, Hajime Obata, Atsushi Oki, Jun Nishioka, Youhei Yamashita and Kenshi Kuma
  • 学会等名: 2014 Ocean Sciences Meeting
  • 発表場所: Convention center, Honolulu, USA
• [学会発表] Distribution of iron (II) in the Northeastern Pacific (2014)
  • 著者名/発表者名: Hajime Obata, Samiko Takahashi, Taejin Kim, Toshitaka Gamo
  • 学会等名: 2014 Ocean Sciences Meeting
  • 発表場所: Convention center, Honolulu, USA
• [学会発表] DISTRIBUTIONS OF DISSOLVED LIGNIN IN THE WESTERN NORTH PACIFIC: IMPLICATION FOR TRANSPORTATION OF TERRIGENOUS DISSOLVED ORGANIC MATTER ACCOMPANIED WITH IRON (2014)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Ogawa, C. Liu, J. Nishioka, Y. Yamashita, R. Benner
  • 学会等名: 2014 Ocean Sciences Meeting
  • 発表場所: Convention center Honolulu, USA
• [学会発表] GEOTRACES北太平洋亜寒帯域断面観測における溶存鉄濃度分布 (2013)
  • 著者名/発表者名: 西岡 純、小畑 元
  • 学会等名: 日本海洋学会秋季大会
  • 発表場所: 北海道大学 札幌
• [学会発表] 西部北太平洋における溶存態リグニンの分布－NPIWによる陸起源溶存有機物と鉄の長距輸送 (2013)
  • 著者名/発表者名: 小川浩史、呂圭蓉、西岡 純、山下洋平、小畑 元、福田秀樹、C.G. Fichotc、R.Benner
  • 学会等名: 日本海洋学会秋季大会
  • 発表場所: 北海道大学 札幌
• [備考] 環オホーツク
  • URL: http://wwwoc.lowtem.hokudai.ac.jp/
• [備考] 海氷融解過程を考慮した極域海洋像の構築
  • URL: http://ocean.fs.a.u-tokyo.ac.jp/forpublica1.html
• [備考] 北海道大学低温科学研究所環オホーツク観測研究センター
  • URL: http://wwwoc.lowtem.hokudai.ac.jp/
• [備考] 北海道大学 低温科学研究所 研究トピックス
  • URL: http://www.lowtem.hokudai.ac.jp/topics.html