オホーツク海・ベーリング海における混合と物質循環の解明

2019 年度 実績報告書

• 研究領域: 海洋混合学の創設：物質循環・気候・生態系の維持と長周期変動の解明
• 研究課題/領域番号: 15H05820
• 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)
• 研究分担者: 田副 博文 弘前大学, 被ばく医療総合研究所, 准教授 (60447381) ; 平譯 享 北海道大学, 水産科学研究院, 准教授 (70311165) ; 小畑 元 東京大学, 大気海洋研究所, 教授 (90334309)
• 研究期間 (年度): 2015-06-29 – 2020-03-31
• キーワード: 北太平洋亜寒帯域 / 栄養物質循環 / 西部ベーリング海 / オホーツク海 / 基礎生産 / 化学トレーサー

研究実績の概要

今年度は、2018年に親潮域上流の西部ベーリング海で実施した航海で得られたサンプルを分析し、データを解析した。また、化学トレーサーとして、ネオジム同位体比(143Nd/144Nd)及び希土類元素濃度の測定をベーリング海・チャクチ海および北太平洋の広範囲にわたって実施した。ベーリング海表層におけるNd同位体比及び希土類元素の分布、ベーリング海、チャクチ海陸棚域においてはNd同位体比及び希土類元素の鉛直分布を明らかにした。陸棚域において火成岩由来のNdが堆積物から付加される過程を検討した
また、栄養塩と基礎生産の関係を正しく評価するために、H29までの航海で測定した光学データと基礎生産力データを用いて基礎生産推定アルゴリズムを検証後、アルゴリズムパラメータを調整することで推定精度を向上させた。また、生産力の指標となり得る渦内部の植物プランクトンサイズの違いを、衛星データを用いて全球スケールで明らかにした。さらに、光学データを用いてベーリング海盆域とベーリング陸棚域間の水塊構造について解析を行った。
５年間のOMIX研究期間で明らかになった親潮上流域を含めた北太平洋亜寒帯域周辺の鉄と栄養塩の循環像を、衛星データの解析結果とともに解析し、基礎生産季節変動パターンの地理的分布を決める鉄・栄養塩の供給過程を抽出した。さらに、これまでに環オホーツク観測研究センターとロシア極東海洋気象学研究所の共同海洋観測で得られた観測データを、日本の船舶を用いて実施した北太平洋亜寒帯域のデータと統合し解析を実施した。その結果、地球規模海洋大循環の終焉部における栄養物質循環を解明し、北太平洋の生物生産を維持する機構として公表した。

現在までの達成度 (段落)

令和元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

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] ロシア極東海洋気象学研究所(ロシア連邦)
  • 国名: ロシア連邦
  • 外国機関名: ロシア極東海洋気象学研究所
• [雑誌論文] New insights into the biogeochemical cycling of copper in the Subarctic Pacific: Distributions, size fractionation and organic complexation (2021)
  • 著者名/発表者名: Wong, K. H., H. Obata, T. Kim, Y. Kondo, J. Nishioka
  • 雑誌名: Limnol. Oceanogr. 巻: - ページ: 1-16
  • DOI: 10.1002/lno.11695
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Observations of anticyclonic eddies in the western subarctic North Pacific (2021)
  • 著者名/発表者名: Dobashi, R., H. Ueno, Y. Okada, T. Tanaka, J. Nishioka, T. Hirawake, A. Ooki, S. Itoh, D. Hasegawa, Y. Sasai, H. Sasaki, I. Yasuda
  • 雑誌名: J. Oceanogr. 巻: 77 ページ: -
  • DOI: 10.1007/s10872-020-00586-y
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhanced vertical turbulent nitrate flux in the intermediate layer of the Kuroshio in the Tokara Strait (2021)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, T., D. Hasegawa, I. Yasuda, D. Yanagimoto, S. Fujio, H. Nakamura, R. Inoue, J. Nishioka
  • 雑誌名: J. Oceanogr. 巻: 77 ページ: -
  • DOI: 10.1007/s10872-020-00581-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Distinct profiles of size-fractionated iron-binding ligands between the eastern and western subarctic Pacific (2021)
  • 著者名/発表者名: Kondo, Y., R. Bamba, H. Obata, J. Nishioka, S. Takeda
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 11 ページ: -
  • DOI: 10.1038/s41598-021-81536-6
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Wide-range detection of Cu-binding organic ligands in seawater using reverse titration (2021)
  • 著者名/発表者名: Alwi, W., K. H. Wong, H. Fukuda, H. Ogawa, A. Suzuki Mashio, Y. Kondo, J. Nishioka, H. Obata
  • 雑誌名: Marine Chemistry 巻: 230 ページ: -
  • DOI: 10.1016/j.marchem.2021.103927
  • 査読あり
• [雑誌論文] Widespread distribution of allochthonous fluorescent dissolved organic matter in the intermediate water of the North Pacific (2021)
  • 著者名/発表者名: Yamashita, Y., T. Tosaka, R. Bamba, R. Kamezaki, S. Goto, J. Nishioka, I. Yasuda, T. Hirawake, J. Oida, H. Obata, H. Ogawa
  • 雑誌名: Prog. Oceanogr. 巻: 191 ページ: -
  • DOI: 10.1016/j.pocean.2020.102510
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transport of dissolved black carbon from marginal sea sediments to the western North Pacific (2021)
  • 著者名/発表者名: Mori, Y., J. Nishioka, S. Fujio, Y. Yamashita
  • 雑誌名: Prog, Oceanogr. 巻: 193 ページ: -
  • DOI: 10.1016/j.pocean.2021.102552
  • 査読あり
• [雑誌論文] Moore, Slowly Sinking Particles Underlie Dissolved Iron Transport Across the Pacific Ocean (2021)
  • 著者名/発表者名: Misumi, K., J. Nishioka, H. Obata, D. Tsumune, T. Tsubono, M. C. Long, K. Lindsay, J. K. Moore
  • 雑誌名: Glob. Biogeochem. Cycles 巻: 21115 ページ: -
  • DOI: 10.1029/2020GB006823
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sub-polar marginal seas fuel the North Pacific through the intermediate water at the termination of the global ocean circulation (2020)
  • 著者名/発表者名: Nishioka, J., H. Obata, H. Ogawa, K. Ono, Y. Yamashita, K. Lee, S. Takeda, I. Yasuda
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 巻: 117 ページ: 12665-12673
  • DOI: 10.1073/pnas.2000658117
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Distribution of radiocesium and radium isotopes in the western Bering Sea in 2018 (2020)
  • 著者名/発表者名: Inoue, M., R. Takehara, S. Hanaki, H. Kameyama, J. Nishioka, S. Nago
  • 雑誌名: Marine Chemistry 巻: 225 ページ: -
  • DOI: 10.1016/j.marchem.2020.103843
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cold water upwelling near the Anadyr Strait: Observations and Simulations (2020)
  • 著者名/発表者名: Kawaguchi, Y., J. Nishioka, S. Nishino, S. Fujio, K. Lee, A. Fujiwara, D. Yanagimoto, H. Mitsudera, I. Yasuda
  • 雑誌名: J. Geophys. Res.-Ocean 巻: 125 ページ: -
  • DOI: 10.1029/2020JC016238
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Ocean mixing processes (OMIX): impact on biogeochemistry, climate and ecosystem (2020)
  • 著者名/発表者名: Yasuda, I., S. Masuda, J. Nishioka, X. Guo, N Harada, S. Ito, T. Hibiya, H. Hasumi
  • 雑誌名: J. Oceanogr. 巻: 77 ページ: 1-1
  • DOI: 10.1007/s10872-020-00578-y
• [雑誌論文] Shelf humic substances as carriers for basin-scale iron transport in the North Pacific (2020)
  • 著者名/発表者名: Yamashita, Y., J. Nishioka, H. Obata, and H. Ogawa
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 10 ページ: -
  • DOI: 10.1038/s41598-020-61375-7
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Recent change in benthic macrofaunal community composition in relation to physical forcing in the Pacific Arctic. Polar Biology (2020)
  • 著者名/発表者名: Waga, H., T. Hirawake, J. M. Grebmeier
  • 雑誌名: Poler Biology 巻: 43 ページ: -
  • DOI: 10.1007/s00300-020-02632-3
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Changing occurrences of fall blooms associated with variations in phytoplankton size structure in the Pacific Arctic. (2020)
  • 著者名/発表者名: Waga, H., T. Hirawake
  • 雑誌名: Frontiers in Marine Science 巻: - ページ: -
  • DOI: 10.3389/fmars.2020.00209
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Vertical distributions of Iodine-129 and Iodide in the Chukchi Sea and Bering Sea (2020)
  • 著者名/発表者名: Miwa, K., H. Obata and T. Suzuki
  • 雑誌名: Journal of Nuclear Science and Technology 巻: 57 ページ: 537-545
  • DOI: 10.1080/00223131.2019.1699189
  • 査読あり
• [雑誌論文] Community composition and photosynthetic physiology of phytoplankton in the western subarctic Pacific near the Kuril Islands with special reference to iron availability (2020)
  • 著者名/発表者名: Yoshida, T., S. Nakamura, J. Nishioka, S. B. Hooker, and K. Suzuki
  • 雑誌名: J. Geophys. Res. Biogeosciences 巻: 125 ページ: -
  • DOI: 10.1029/2019JG005525
  • 査読あり
• [雑誌論文] Impacts of mesoscale eddies on phytoplankton size structure (2019)
  • 著者名/発表者名: Waga, H., T. Hirawake, H. Ueno
  • 雑誌名: Geophysical Research Letters 巻: 46 ページ: -
  • DOI: 10.1029/2019GL085150
  • 査読あり
• [雑誌論文] Distribution and speciation of copper and its relationship with FDOM in the East China Sea (2019)
  • 著者名/発表者名: Wong, K. H., H. Obata, T. Kim, Y. Wakuta and S. Takeda
  • 雑誌名: Marine Chemistry 巻: 212 ページ: 96-107
  • DOI: 10.1016/j.marchem.2019.04.005
  • 査読あり
• [雑誌論文] Observation of Dispersion in the Japanese Coastal Area of Released 90Sr, 134Cs, and 137Cs from the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant to the Sea in 2013 (2019)
  • 著者名/発表者名: Tazoe, H., T. Yamagata, K. Tsujita, H. Nagai, H. Obata, D. Tsumune, J. Kanda, and M. Yamada
  • 雑誌名: International Journal of Environmental Research and Public Health 巻: 16 ページ: -
  • DOI: 10.3390/ijerph16214094
  • 査読あり
• [雑誌論文] Developing autonomous observing systems for micronutrient trace metals (2019)
  • 著者名/発表者名: Grand, M. M., A. Laes-Huon, S. Fietz, J. A. Resing, H. Obata, G. W. Luther III, A. Tagliabue, E. P. Achterberg, R. Middag, A. Tovar-S
  • 雑誌名: Frontiers in Marine Science 巻: 6 ページ: -
  • DOI: 10.3389/fmars.2019.00035
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Determination of the geographical origin of marine mussels (Mytilus spp.) using 143Nd/144Nd ratios (2019)
  • 著者名/発表者名: Zhao, L., K. Tanaka, H. Tazoe, T. Iizuka, K. Kubota, MN. Sugihara, and K. Shirai
  • 雑誌名: Marine Environmental Research 巻: 148 ページ: 12-18
  • DOI: 10.1016/j.marenvres.2019.05.002
  • 査読あり
• [雑誌論文] 236U and radiocesium in river bank soil and river sediment in Fukushima Prefecture, after the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant accident (2019)
  • 著者名/発表者名: Yang, G.S., M. S. Rahman, H. Tazoe, J. Hu, Y. Shao and M. Yamada
  • 雑誌名: Chemosphere 巻: 225 ページ: 388－394
  • DOI: 10.1016/j.chemosphere.2019.03.061
  • 査読あり
• [雑誌論文] Neodymium concentration and isotopic composition distributions in the southwestern Indian Ocean and the Indian sector of the Southern Ocean (2019)
  • 著者名/発表者名: Amakawa, H., T. L. Yu, H. Tazoe, H. Obata, T. Gamo, Y. Sano, C. C. Shen and K. Suzuki
  • 雑誌名: Chemical Geology 巻: 511 ページ: 190-203
  • DOI: 10.1016/j.chemgeo.2019.01.007
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spatial variations in community structure of haptophytes across the Kuroshio front in the Tokara Strait. (2019)
  • 著者名/発表者名: Endo, H. and K. Suzuki
  • 雑誌名: AGU Geophysical Monograph Series 巻: - ページ: -
  • DOI: 10.1002/9781119428428.ch13
  • 査読あり
• [学会発表] Nd isotopic composition and REE concentrations in the Bering Sea and the North Pacific (2020)
  • 著者名/発表者名: Obata, H., T. Hara and H. Tazoe
  • 学会等名: Ocean Sciences Meeting 2020
  • 国際学会
• [学会発表] Distribution of mantle 3He in the Indian Ocean simulated numerically by an Ocean General Circulation Model (2020)
  • 著者名/発表者名: Tsumune, D., F. O. Bryan, K. Lindsay, K. Misumi, T. Tsubono, N. Takahata, H. Obata and J. Nishioka.
  • 学会等名: Ocean Sciences Meeting 2020
  • 国際学会
• [学会発表] Helium isotopes near the Indonesian Throughflow (2020)
  • 著者名/発表者名: Escobar, M. T., N. Takahata, H. Obata and Y. Sano
  • 学会等名: Ocean Sciences Meeting 2020
  • 国際学会
• [学会発表] Contrasting organic complexation of Cu and Co in the East China Sea: by forward and reverse titrations (2020)
  • 著者名/発表者名: Wong, K. H., J. Xu and H. Obata
  • 学会等名: Ocean Sciences Meeting 2020
  • 国際学会
• [学会発表] Pb and Pb isotope ratios in the North Pacific: observations during the KH-12-4 GEOTRACES Japan cruise (2020)
  • 著者名/発表者名: Norisuye, K., Niigata, Y. Matsubara, H. Obata, E. A. Boyle and T. Gamo and M. Nakagawa
  • 学会等名: Ocean Sciences Meeting 2020
  • 国際学会
• [学会発表] Development of a method for determination of dissolved Te species in open ocean water (2020)
  • 著者名/発表者名: Fukazawa, T., D. Asanuma, H. Obata, S. Usui, S. Matsuoka and K. Norisuye
  • 学会等名: Ocean Sciences Meeting 2020
  • 国際学会
• [学会発表] Development of a method for determination of lead isotope ratios in marine suspended particles (2020)
  • 著者名/発表者名: Asanuma, D., H. Obata, Y. Matsubara, K. Maruyama, K. Norisuye and T. Fukazawa
  • 学会等名: Ocean Sciences Meeting 2020
  • 国際学会
• [学会発表] Analysis of Nd isotopic composition in seawater by using newly developed solid phase extraction and MC-ICP-MS (2020)
  • 著者名/発表者名: Tazoe, H., H. Amakawa, K. Suzuki, and H. Obata
  • 学会等名: Ocean Sciences Meeting 2020
  • 国際学会
• [学会発表] Iron supply from the marginal seas and its influence on biological production in the North Pacific Ocean (2020)
  • 著者名/発表者名: Nishioka, J., H. Obata, T. Hirawake, I. Yasuda
  • 学会等名: Ocean Sciences Meeting 2020
  • 国際学会
• [学会発表] Distributions of organic Fe-binding ligands in the eastern and western subarctic North Pacific (2020)
  • 著者名/発表者名: Kondo, Y., Y. Sunahara, J. Nishioka, H. Obata, S. Takeda
  • 学会等名: Ocean Sciences Meeting 2020
  • 国際学会
• [学会発表] Overview of OMIX project “Ocean mixing processes: impact on biogeochemistry, climate and ecosystems” (2020)
  • 著者名/発表者名: Yasuda, I, S. Masuda, J. Nishioka, X. Guo, N. Harada, Shin-Ichi Ito, T. Hibiya and H. Hasumi, Y. Yoshikawa, H. Obata, H. Tatebe
  • 学会等名: Ocean Sciences Meeting 2020
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Importance of intermediate water formation for suplying iron and macro-nutrient in the North Pacific (2020)
  • 著者名/発表者名: Nishioka, J.
  • 学会等名: Goldschmidt conference 2020
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] ロシア船を用いた西部ベーリング海の観測研究－航海の概要－ (2020)
  • 著者名/発表者名: 西岡純 他
  • 学会等名: 2021年度日本海洋学会秋季大会
• [学会発表] Improvement of absorption-based primary production model for SGLI/GCOM-C (2019)
  • 著者名/発表者名: Hirawake, T., T. Shiozaki, H. Waga, K. Suzuki
  • 学会等名: 2019年度日本地球惑星科学連合合同大会
• [学会発表] Determination of picomolar of zirconium, hafnium, niobium and tantalum in seawater using chelating resin and subsequent ICP-MS determination (2019)
  • 著者名/発表者名: 小畑元、Lutfi Firdaus、真塩麻彩実、金泰辰、Jason McAlister、蒲生俊敬
  • 学会等名: 2019年度日本地球惑星科学連合合同大会
• [学会発表] Chemical and physical speciation of copper in the subarctic North Pacific (2019)
  • 著者名/発表者名: 黄国宏、小畑元、金泰辰、近藤能子、西岡純
  • 学会等名: 2019年度日本地球惑星科学連合合同大会
• [学会発表] 西部北太平洋における亜鉛の鉛直断面分布とその循環メカニズム (2019)
  • 著者名/発表者名: 小畑元、金泰辰、岡顕、西岡純、山下洋平、小川浩史
  • 学会等名: 2019年度 日本地球化学会年会
• [学会発表] 北太平洋広域における溶存態鉛安定同位体の分布 (2019)
  • 著者名/発表者名: 則末和宏、松原由奈、中川正親、小畑元、岡村慶、永石一弥、石川剛志、蒲生俊敬
  • 学会等名: 2019年度 日本地球化学会年会
• [学会発表] 北太平洋北緯47度横断観測における表層堆積物中の親生物元素および微量金属元素の挙動 (2019)
  • 著者名/発表者名: 南秀樹、福原かりん、野坂裕一、丸尾雅啓、小畑元
  • 学会等名: 2019年度 日本地球化学会年会
• [学会発表] 外洋海水中溶存Te化学種の濃縮分離法開発 (2019)
  • 著者名/発表者名: 深澤徹、浅沼大地、小畑元、臼井聡、松岡史郎、則末和宏
  • 学会等名: 2019年度 日本地球化学会年会
• [学会発表] 海水中懸濁粒子態Pb安定同位体比の高精度分析法開発のための基礎検討 (2019)
  • 著者名/発表者名: 浅沼大地、松原由奈、丸山魁、深澤徹、則末和宏、小畑元
  • 学会等名: 2019年度 日本地球化学会年会
• [学会発表] 新規固相抽出法およびMC-ICP-MSを用いた海水中Nd同位体比分析の高度化 (2019)
  • 著者名/発表者名: 田副博文、天川裕史、鈴木勝彦、小畑元
  • 学会等名: 2019年度 日本地球化学会年会
• [学会発表] Distribution of lead isotopes in the North Pacific (2019)
  • 著者名/発表者名: 則末和宏、小畑元、蒲生俊敬Edward A. Boyl
  • 学会等名: 2019年度 日本海洋学会秋季大会
• [学会発表] Importance of marginal seas and intermediate water formation for micro- and macro-nutrients circulation in the North Pacific (2019)
  • 著者名/発表者名: Nishioka, J., H. Obata, H. Ogawa and I. Yasuda
  • 学会等名: 2019年度日本地球惑星科学連合合同大会
• [学会発表] Distributions of organic Fe-binding ligands in the eastern and western subarctic North Pacific (2019)
  • 著者名/発表者名: Kondo, Y., Y. Sunahara, J. Nishioka, H. Obata, S. Takeda
  • 学会等名: 2019年度日本地球惑星科学連合合同大会
• [学会発表] 北太平洋中層に存在する溶存鉄の化学形に関する考察 (2019)
  • 著者名/発表者名: 山下 洋平、西岡 純、小畑 元、小川 浩史
  • 学会等名: 2019年度日本地球惑星科学連合合同大会
• [学会発表] Numerical simulation of iron cycle in the North Pacific (2019)
  • 著者名/発表者名: Misumi, K., J. Nishioka, H. Obata, D. Tsumune, T. Takaki, M. C Long, K. Lindsay, J. Keith Moore
  • 学会等名: 2019年度日本地球惑星科学連合合同大会
• [学会発表] Dissolved iron distribution in the subarctic Pacific - HNLC water formation and biogeochemical processes - (2019)
  • 著者名/発表者名: Nishioka, J., H. Obata
  • 学会等名: 2019年度日本海洋学会秋季大会
• [学会発表] 北太平洋中層水による外来性腐植様溶存有機物の輸送 (2019)
  • 著者名/発表者名: 山下洋平, 西岡純, 小畑元, 小川浩史
  • 学会等名: 2019年度日本地球惑星科学連合合同大会
• [学会発表] An insight into chemical speciation of dissolved iron in the intermediate water of the North Pacific (2019)
  • 著者名/発表者名: Yamashita, Y., Nishioka, J., Obata, H., Ogawa, H
  • 学会等名: 2019年度日本地球惑星科学連合合同大会
• [学会発表] Improvement of absorption-based primary production model for SGLI/GCOM-C (2019)
  • 著者名/発表者名: Hirawake, T., Shiozaki, T., Waga, H., Suzuki, K.
  • 学会等名: 2019年度日本地球惑星科学連合合同大会
• [学会発表] Speciation of copper in the East China Sea (2019)
  • 著者名/発表者名: Wong, K. H., H. Obata, T. Kim, Y. Wakuta and S. Takeda
  • 学会等名: SOLAS Open Science Conference 2019
  • 国際学会
• [学会発表] Activities of GEOTRACES-Japan 2009-2018 (2019)
  • 著者名/発表者名: Obata, H.
  • 学会等名: SCOR-JOS Joint Symposium “Ocean Sciences in Japan: Present and Future”
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Understanding of nutrients cycle based on phenology of primary production in the subarctic North Pacific Ocean (2019)
  • 著者名/発表者名: Kaneko, T., T. Hirawake and J. Nishioka
  • 学会等名: OMIX international symposium
  • 国際学会
• [学会発表] Sub-polar marginal seas fuel the North Pacific Ocean through the intermediate water (2019)
  • 著者名/発表者名: Nishioka, J.
  • 学会等名: OMIX international symposium
  • 国際学会
• [学会発表] Surface distribution of natural Fe-binding ligands in the subarctic North Pacific (2019)
  • 著者名/発表者名: Kondo, Y., Y. Sunahara, J. Nishioka, H. Obata, S. Takeda
  • 学会等名: OMIX international symposium
  • 国際学会
• [学会発表] Iron supply from the marginal seas to the North Pacific Ocean (2019)
  • 著者名/発表者名: Nishioka, J., H. Obata, I. Yasuda
  • 学会等名: IMBeR Open science conference 2019
  • 国際学会
• [学会発表] Micro- and macro-nutrient supply from the marginal seas to the North Pacific Ocean and its changing (2019)
  • 著者名/発表者名: Nishioka, J., H. Obata, I. Yasuda
  • 学会等名: PICES annual meeting 2019
  • 国際学会 / 招待講演
• [備考] 海洋混合学
  • URL: http://omix.aori.u-tokyo.ac.jp
• [学会・シンポジウム開催] SOLAS Open Science Conference 2019 (2019)