南極氷床と気候の変動及び相互作用

2021 年度 実績報告書

• 研究領域: 熱ー水ー物質の巨大リザーバ：全球環境変動を駆動する南大洋・南極氷床
• 研究課題/領域番号: 17H06320
• 研究機関: 国立極地研究所
• 研究代表者: 川村 賢二 国立極地研究所, 研究教育系, 准教授 (90431478)
• 研究分担者: 植村 立 名古屋大学, 環境学研究科, 准教授 (00580143) ; 本山 秀明 国立極地研究所, 研究教育系, 教授 (20210099) ; 杉山 慎 北海道大学, 低温科学研究所, 教授 (20421951) ; 澤柿 教伸 法政大学, 社会学部, 教授 (70312410)
• 研究期間 (年度): 2017-06-30 – 2022-03-31
• キーワード: 南極氷床 / アイスコア・氷床コア / 氷河・氷床 / 氷床－海洋相互作用 / 気候変動 / 棚氷

研究実績の概要

＜氷床コア関連＞ドームふじコアの気体等の解析を進め、氷床内の気体分別と拡散に関する研究をまとめたほか、これまでに得られたデータを用いて１次元氷床流動モデルやフィルン圧密モデル、ベイズ法年代モデルを制約することで、過去21万年にわたり最も正確な古環境年代を構築した。連続融解法によるメタンや化学成分の分析も継続した。また、古海洋班と連携して共通年代構築のための研究を実施した。
硫黄同位体比の分析結果から、最終氷期では陸域を起源とする硫酸エアロゾルの寄与が大きかったことを明らかにした。さらに、同位体比データから、南米アタカマ砂漠周辺が最も有力な供給源地域であることが判明した。これらから、極度に乾燥した低・中緯度の砂漠に存在する水溶性物質が、南極の硫酸 エアロゾルの供給源の一つであることを明らかにした。
＜広域雪氷観測＞南極氷床の沿岸から内陸にかけての表面質量収支の観測を実施した。東南極ドロンニングモードランド地域の表面質量収支の時空間変動について、雪尺データに基づく推定とモデル研究者との議論を深めた。内陸の氷床レーダー観測のデータを用いて、基盤地形や氷床底面環境、表面質量収支に関する解析を進め、一部を論文として出版した。
＜氷河・海洋観測＞ラングホブデ氷河にて、これまでよりも上流側に焦点をあて、同氷河では初めて接地線よりも上流側で深さ515 mの全層掘削に成功した。この掘削孔を使って、氷河底面における水圧変動の測定を行った。また、加速度計を内蔵した底面すべり測定装置を開発して氷河底面に対する氷の滑りと微振動を測定した。熱水掘削と掘削孔を使った観測によって、氷河表面の融解水が氷河内水路を通じて底面へ流入し、流動加速が生じることを示した。そのようなプロセスは山岳氷河で明らかになっており、グリーンランド氷床でも確認されつつあるが、南極氷床においては初めて観測されたものである。

現在までの達成度 (段落)

令和3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3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] オレゴン州立大学/スクリップス海洋研究所(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: オレゴン州立大学/スクリップス海洋研究所
• [国際共同研究] IGE (Grenoble)/LSCE (Scaly)(フランス)
  • 国名: フランス
  • 外国機関名: IGE (Grenoble)/LSCE (Scaly)
• [雑誌論文] Temporal variations of surface mass balance over the last 5000 years around Dome Fuji, Dronning Maud Land, East Antarctica (2023)
  • 著者名/発表者名: Oyabu Ikumi、Kawamura Kenji、Fujita Shuji、Inoue Ryo、Motoyama Hideaki、Fukui Kotaro、Hirabayashi Motohiro、Hoshina Yu、Kurita Naoyuki、Nakazawa Fumio、Ohno Hiroshi、Sugiura Konosuke、Suzuki Toshitaka、Tsutaki Shun、Abe-Ouchi Ayako、Niwano Masashi、Parrenin Frederic、Saito Fuyuki、Yoshimori Masakazu
  • 雑誌名: Climate of the Past 巻: 19 ページ: 293～321
  • DOI: 10.5194/cp-19-293-2023
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Towards reconstructing the Arctic atmospheric methane history over the 20th century: measurement and modelling results for the North Greenland Ice Core Project firn (2022)
  • 著者名/発表者名: Umezawa Taku、Sugawara Satoshi、Kawamura Kenji、Oyabu Ikumi、Andrews Stephen J.、Saito Takuya、Aoki Shuji、Nakazawa Takakiyo
  • 雑誌名: Atmospheric Chemistry and Physics 巻: 22 ページ: 6899～6917
  • DOI: 10.5194/acp-22-6899-2022
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Dust correlation and oxygen isotope stratigraphy in the Southern Ocean over the last 450 kyrs: An Indian sector perspective (2022)
  • 著者名/発表者名: Matsui Hiroki、Ikehara Minoru、Suganuma Yusuke、Seki Osamu、Oyabu Ikumi、Kawamura Kenji
  • 雑誌名: Quaternary Science Reviews 巻: 286 ページ: 107508～107508
  • DOI: 10.1016/j.quascirev.2022.107508
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chronostratigraphy of the Larsen blue-ice area in northern Victoria Land, East Antarctica, and its implications for paleoclimate (2022)
  • 著者名/発表者名: Lee Giyoon、Ahn Jinho、Ju Hyeontae、Ritterbusch Florian、Oyabu Ikumi、Buizert Christo、Kim Songyi、Moon Jangil、Ghosh Sambit、Kawamura Kenji、Lu Zheng-Tian、Hong Sangbum、Han Chang Hee、Hur Soon Do、Jiang Wei、Yang Guo-Min
  • 雑誌名: The Cryosphere 巻: 16 ページ: 2301～2324
  • DOI: 10.5194/tc-16-2301-2022
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Gas isotope thermometry in the South Pole and Dome Fuji ice cores provides evidence for seasonal rectification of ice core gas records (2022)
  • 著者名/発表者名: Morgan Jacob D.、Buizert Christo、Fudge Tyler J.、Kawamura Kenji、Severinghaus Jeffrey P.、Trudinger Cathy M.
  • 雑誌名: The Cryosphere 巻: 16 ページ: 2947～2966
  • DOI: 10.5194/tc-16-2947-2022
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] High-resolution subglacial topography around Dome Fuji, Antarctica, based on ground-based radar surveys over 30 years (2022)
  • 著者名/発表者名: Tsutaki Shun、Fujita Shuji、Kawamura Kenji、Abe-Ouchi Ayako、Fukui Kotaro、Motoyama Hideaki、Hoshina Yu、Nakazawa Fumio、Obase Takashi、Ohno Hiroshi、Oyabu Ikumi、Saito Fuyuki、Sugiura Konosuke、Suzuki Toshitaka
  • 雑誌名: The Cryosphere 巻: 16 ページ: 2967～2983
  • DOI: 10.5194/tc-16-2967-2022
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The Dome Fuji ice core DF2021 chronology (0-207 kyr BP) (2022)
  • 著者名/発表者名: Oyabu Ikumi、Kawamura Kenji、Buizert Christo、Parrenin Frederic、Orsi Anais、Kitamura Kyotaro、Aoki Shuji、Nakazawa Takakiyo
  • 雑誌名: Quaternary Science Reviews 巻: 294 ページ: 107754～107754
  • DOI: 10.1016/j.quascirev.2022.107754
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Spatial variations of 10Be in surface snow along the inland traverse route of Japanese Antarctic Research Expeditions (2022)
  • 著者名/発表者名: Horiuchi Kazuho、Kato Shinji、Ohtani Kou、Kurita Naoyuki、Tsutaki Shun、Nakazawa Fumio、Motoyama Hideaki、Kawamura Kenji、Tazoe Hirofumi、Akata Naofumi、Yamagata Takeyasu、Matsuzaki Hiroyuki
  • 雑誌名: Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms 巻: 533 ページ: 61～65
  • DOI: 10.1016/j.nimb.2022.10.018
  • 査読あり
• [雑誌論文] Soluble salts in deserts as a source of sulfate aerosols in an Antarctic ice core during the last glacial period (2022)
  • 著者名/発表者名: Uemura Ryu、Masaka Kosuke、Iizuka Yoshinori、Hirabayashi Motohiro、Matsui Hitoshi、Matsumoto Risei、Uemura Miki、Fujita Koji、Motoyama Hideaki
  • 雑誌名: Earth and Planetary Science Letters 巻: 578 ページ: 117299～117299
  • DOI: 10.1016/j.epsl.2021.117299
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 南極ラングホブデ氷河における2021/22熱水掘削 (2022)
  • 著者名/発表者名: 杉山慎，近藤研，箕輪昌紘
  • 雑誌名: 北海道の雪氷 巻: 41 ページ: 31-34
• [雑誌論文] 東南極ラングホブデ氷河における底面滑りの直接観測 (2022)
  • 著者名/発表者名: 近藤研，杉山慎，箕輪昌紘
  • 雑誌名: 北海道の雪氷 巻: 41 ページ: 35-58
• [雑誌論文] Fractionation of O2/N2 and Ar/N2 in the Antarctic ice sheet during bubble formation and bubble-clathrate hydrate transition from precise gas measurements of the Dome Fuji ice core (2021)
  • 著者名/発表者名: Oyabu Ikumi、Kawamura Kenji、Uchida Tsutomu、Fujita Shuji、Kitamura Kyotaro、Hirabayashi Motohiro、Aoki Shuji、Morimoto Shinji、Nakazawa Takakiyo、Severinghaus Jeffrey P.、Morgan Jacob D.
  • 雑誌名: The Cryosphere 巻: 15 ページ: 5529～5555
  • DOI: 10.5194/tc-15-5529-2021
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Antarctic surface temperature and elevation during the Last Glacial Maximum (2021)
  • 著者名/発表者名: Buizert Christo、Fudge T. J.、Roberts William H. G.、Steig Eric J.、Sherriff-Tadano Sam、Ritz Catherine、Lefebvre Eric、Edwards Jon、Kawamura Kenji、Oyabu Ikumi、Motoyama Hideaki、Kahle Emma C.、Jones Tyler R.、Abe-Ouchi Ayako、Obase Takashi et al.
  • 雑誌名: Science 巻: 372 ページ: 1097～1101
  • DOI: 10.1126/science.abd2897
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Surface Mass Balance Controlled by Local Surface Slope in Inland Antarctica: Implications for Ice‐Sheet Mass Balance and Oldest Ice Delineation in Dome Fuji (2021)
  • 著者名/発表者名: Van Liefferinge Brice、Taylor Drew、Tsutaki Shun、Fujita Shuji、Gogineni Prasad、Kawamura Kenji、Matsuoka Kenichi、Moholdt Geir、Oyabu Ikumi、Abe‐Ouchi Ayako、Awasthi Abhishek、Buizert Christo、Gallet Jean‐Charles、Isaksson Elisabeth、Motoyama Hideaki、et al.
  • 雑誌名: Geophysical Research Letters 巻: 48 ページ: -
  • DOI: 10.1029/2021GL094966
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Glacial mode shift of the Atlantic meridional overturning circulation by warming over the Southern Ocean (2021)
  • 著者名/発表者名: Oka Akira、Abe-Ouchi Ayako、Sherriff-Tadano Sam、Yokoyama Yusuke、Kawamura Kenji、Hasumi Hiroyasu
  • 雑誌名: Communications Earth and Environment 巻: 2 ページ: -
  • DOI: 10.1038/s43247-021-00226-3
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Discovery of argon in air-hydrate crystals in a deep ice core using scanning electron microscopy and energy-dispersive X-ray spectroscopy (2021)
  • 著者名/発表者名: Uchida Tsutomu、Shigeyama Wataru、Oyabu Ikumi、Goto-Azuma Kumiko、Nakazawa Fumio、Homma Tomoyuki、Kawamura Kenji、Dahl-Jensen Dorthe
  • 雑誌名: Journal of Glaciology 巻: 68 ページ: 547～556
  • DOI: 10.1017/jog.2021.115
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Thermohaline structure and circulation beneath the Langhovde Glacier ice shelf in East Antarctica (2021)
  • 著者名/発表者名: Minowa Masahiro、Sugiyama Shin、Ito Masato、Yamane Shiori、Aoki Shigeru
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 12 ページ: -
  • DOI: 10.1038/s41467-021-23534-w
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Global change on the Blue Planet (2021)
  • 著者名/発表者名: Bourbonnais Annie、Ho Sze Ling、Kinnard Christophe、Lenaerts Jan T. M.、Sugiyama Shin、Altabet Mark
  • 雑誌名: Communications Earth and Environment 巻: 2 ページ: -
  • DOI: 10.1038/s43247-021-00227-2
  • オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] 最終氷期における南極ドームふじ氷床コアの硫酸塩エアロゾルの硫黄同位体を用いた起源推定：アタカマ砂漠からの寄与の可能性 (2022)
  • 著者名/発表者名: 植村 立、眞坂 昂佑、飯塚 芳徳、平林 幹啓、松井 仁志、松本 理誠、植村 美希、藤田 耕史、本山 秀明
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合大会
• [学会発表] Sulfur isotope ratio of sulfate aerosols in an Antarctic Dome Fuji ice core during the last glacial period: a potential contribution from the Atacama Desert (2022)
  • 著者名/発表者名: Ryu Uemura, Kosuke Masaka, Yoshinori Iizuka, Motohiro Hirabayashi, Hitoshi Matsui, Risei Matsumoto, Miki Uemura, Koji Fujita, Hideaki Motoyama
  • 学会等名: PAGES Open Science Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] Reconstruction of atmospheric methane concentration during the penultimate glacial period (145-195ka) from continuous flow analysis (CFA) of the Dome Fuji ice core (2022)
  • 著者名/発表者名: Ayaka Yonekura, Kenji Kawamura, Ikumi Oyabu, Kyotaro Kitamura, Jun Ogata, Motohiro Hirabayashi, Kaori Fukuda, Yoshimi Tsukagawa, Tomotaka Saruya, Fumio Nakazawa, Shuji Fujita, Kumiko Goto-Azuma, Hideaki Motoyama
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合大会
• [学会発表] Methane concentration in the Dome Fuji ice core measured by a continuous flow analysis system: method and initial results from the LGM to Holocene (2022)
  • 著者名/発表者名: Kenji Kawamura, Ayaka Yonekura, Ikumi Oyabu, Kyotaro Kitamura, Remi Dallmayr, Rachael Rhodes, Jun Ogata, Motohiro Hirabayashi, Kaori Fukuda, Kumiko Goto-Azuma, Hideaki Motoyama
  • 学会等名: IPICS Open Science Conference
  • 国際学会
• [学会発表] The Dome Fuji ice core DF2021 chronology (0-207 kyr BP) (2022)
  • 著者名/発表者名: Ikumi Oyabu, Kenji Kawamura, Christo Buizert, Frederic Parrenin, Anais Orsi, Kyotato Kitamura, Shuji Aoki, Takakiyo Nakazawa
  • 学会等名: IPICS Open Science Conference
  • 国際学会
• [学会発表] Third Dome Fuji Deep Coring: an Oldest Ice Core (2022)
  • 著者名/発表者名: Kenji Kawamura, on behalf of the Third Dome Fuji Project
  • 学会等名: 13th Symposium on Polar Science
  • 国際学会
• [学会発表] Hot-water drilling and subglacial measurement at Langhovde Glacier in East Antarctica (2022)
  • 著者名/発表者名: Shin Sugiyama, Ken Kondo, Masahiro Minowa
  • 学会等名: JpGU Meeting
• [学会発表] 南極ラングホブデ氷河における2021/22年の熱水掘削 (2022)
  • 著者名/発表者名: 杉山慎, 近藤研, 箕輪昌紘
  • 学会等名: 雪氷研究大会
• [学会発表] 東南極ラングホブデ氷河における底面滑りの直接観測 (2022)
  • 著者名/発表者名: 近藤研, 杉山慎, 箕輪昌紘
  • 学会等名: 雪氷研究大会
• [学会発表] Direct observation of basal sliding at Langhovde Glacier, East Antarctica (2022)
  • 著者名/発表者名: Ken Kondo, Shin Sugiyama, Masahiro Minowa, Evgeny A Podolskiy
  • 学会等名: AGU Fall Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] Fractionation of O2/N2 and Ar/N2 in polar ice cores during bubble formation, bubble-clathrate hydrate transition, and gas loss during storage from precise gas measurements of the Dome Fuji ice core, Antarctica (2021)
  • 著者名/発表者名: Oyabu, I., Kawamura, K., Uchida, T., Fujita, S., Kitamura, K., Hirabayashi, M., Aoki, S., Morimoto, S., Nakazawa, T., Severinghaus, J. P., Morgan, J.
  • 学会等名: JpGU online meeting
  • 国際学会
• [学会発表] Methane concentration in Dome Fuji ice core measured with a continuous flow analysis system (2021)
  • 著者名/発表者名: Ayaka Yonekura, Kenji Kawamura, Ikumi Oyabu, Kyotaro Kitamura, Jun Ogata, Motohiro Hirabayashi, Kaori Fukuda, Yoshimi Tsukagawa, Tomotaka Saruya, Fumio Nakazawa, Shuji Fujita, Kumiko Goto-Azuma, Hideaki Motoyama
  • 学会等名: JpGU online meeting
  • 国際学会
• [学会発表] Climatic and atmospheric changes over the last three Terminations from O2/N2, δ18Oatm and CH4 records of the Dome Fuji ice core, Antarctica (2021)
  • 著者名/発表者名: Oyabu, I., K. Kawamura, K. Kitamura, A. Orsi, and F. Parrenin, Buizert, C.
  • 学会等名: JpGU online meeting
  • 国際学会
• [学会発表] Study of the formation of stratified firn on the snow surface near Dome Fuji, Antarctica, by multiple physicochemical analyses (2021)
  • 著者名/発表者名: Ryo Inoue, Shuji Fujita, Kenji Kawamura, Jun Ogata, Motohiro Hirabayashi, Kaori Fukuda, Kyotaro Kitamura, Ayaka Yonekura, Kumiko Goto-Azuma, Fumio Nakazawa, Ikumi Oyabu, Hideaki Motoyama
  • 学会等名: JpGU online meeting
  • 国際学会
• [学会発表] Assessing dust-magnetic correlation in the Indian sector of the Southern Ocean (2021)
  • 著者名/発表者名: Matsui, H., Ikehara, M., Suganuma, Y., Seki, O., Oyabu, I., Kawamura, K.
  • 学会等名: JpGU online meeting
  • 国際学会
• [学会発表] ドームふじアイスコアの連続分析により得られた約15 万年前の氷期におけるメタン濃度変動 (2021)
  • 著者名/発表者名: 米倉綾香，川村賢二，大藪幾美, 北村享太郎，尾形純，平林幹啓，福田かおり，塚川佳美，猿谷友孝，中澤文男，藤田秀二，東久美子，本 山秀明
  • 学会等名: 雪氷研究大会
• [学会発表] ドームふじ氷床コアにおけるO2/N2 とAr/N2の分別 (2021)
  • 著者名/発表者名: 大藪幾美，川村賢二，内田努，藤田秀二，北村享太郎，平林幹啓，青木周司，森本真司，中澤高清
  • 学会等名: 雪氷研究大会
• [学会発表] アイスコアの気体や微粒子の解析に基づく気候変動の研究 (2021)
  • 著者名/発表者名: 大藪幾美、川村賢二、飯塚芳徳、北村享太郎、Margareta Hansson、Eric Wolff、Mirko Severi、大垣内るみ、阿部彩子、Remi Dallmayr、 北村 明弘、沢田近子、Jeffrey P. Severinghaus、Ross Beaudette、Anais Orsi、菅原敏、石戸谷重之、Dorthe Dahl-Jensen、東久美子、 青木周司、中澤高清
  • 学会等名: 日本地球化学会年会
  • 招待講演
• [学会発表] Fractionation of O2/N2 and Ar/N2 in the Antarctic ice sheet from precise gas measurements of the Dome Fuji ice core - Constraining permeabilities of O2, N2 and Ar in the ice sheet with a simple diffusion model (2021)
  • 著者名/発表者名: Oyabu, I., Kawamura, K., Uchida, T., Fujita, S., Kitamura, K., Hirabayashi, M., Aoki, S., Morimoto, S., Nakazawa, T., Severinghaus, J. P., Morgan, J
  • 学会等名: 12th Symposium on Polar Science
  • 国際学会
• [学会発表] Lateral migration of a flowstripe on the ice shelf of Shirase Glacier, East Antarctica (2021)
  • 著者名/発表者名: K. Kondo, S. Sugiyama
  • 学会等名: Japan Geoscience Union Online Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] 東南極リュッツォホルム湾における溢流氷河変動に定着氷が与える影響 (2021)
  • 著者名/発表者名: 近藤研，杉山慎
  • 学会等名: 雪氷研究大会オンライン
• [図書] 南極の氷に何が起きているか (2021)
  • 著者名/発表者名: 杉山 慎
  • 総ページ数: 256
  • 出版者: 中央公論新社
  • ISBN: 978-4-12-102672-9