温帯性サンゴ骨格から検証する日本周辺の地球環境変動

2016 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15H02813
• 研究機関: 国立研究開発法人産業技術総合研究所
• 研究代表者: 鈴木 淳 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 地質情報研究部門, 研究グループ長 (60344199)
• 研究分担者: 林 正裕 公益財団法人海洋生物環境研究所, 海生研実証試験場, 主査研究員 (20444870) ; 井口 亮 沖縄工業高等専門学校, 生物資源工学科, 助教 (50547502) ; 新垣 誠司 九州大学, 理学研究院, 助教 (10452963) ; 酒井 一彦 琉球大学, 熱帯生物圏研究センター, 教授 (50153838) ; 山野 博哉 国立研究開発法人国立環境研究所, 生物・生態系環境研究センター, 研究センター長 (60332243) ; 高田 徳幸 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 機能化学研究部門, 研究員 (70357359)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 地球温暖化 / サンゴ礁

研究実績の概要

日本周辺海域では、サンゴの北上が進行するなど、地球温暖化の影響による環境変動が顕在化している。本研究課題では、サンゴ 骨格に注目して、過去100~200年間の変動を詳細に復元・検討を行なう。亜熱帯海域については、明瞭な年輪を 持つハマサンゴ属のサンゴ骨格を用い、本州南方など温帯域では、卓越する枝状群体のミドリイシ類の骨格につ いて、水温計としての利用法を開発し、環境変遷の復元にあたる。ミドリイシ水温計開発には、水産分野の専門 技術の助けにより、従来に比べ格段に良好な状態でサンゴを飼育して、精密な環境制御下で形成された骨格を用 いて、気候プロキシの検討を行い、気候変動研究の確度・精度向上を図る。

新潟県柏崎市の海洋生物環境研究所・実証試験場及びで縄県本部町の琉球大学熱帯生物圏研究センター瀬底研究施設における飼育実験で得られた温帯性ミドリイシ類およびハマサンゴ類の骨格試料について、温度指標とされる骨格の酸素同位体比やSr/Ca比が、海水の炭酸系パラメータや成長速度に影響するかどうかを検討した。飼育期間中、定期採水試料について、水の酸素同位体比等を計測した。の酸素同位体比やSr/Ca比は、温度に関して明瞭な応答を示すが、炭酸系パラメータへの依存性は認められなかった。

また、海水の炭素同位体比と有孔虫やサンゴ、その他の炭酸塩骨格の炭素同位体比の関係に注目した解析を進めた。海洋酸性化実験では、二酸化炭素分圧の増加に伴い、添加する二酸化炭素分圧の影響で、海水の溶存無機炭素の炭素同位体比が大きく低下する。有孔虫では、殻の炭素同位体比に海水の炭素同位体比への同調性に大きな差異があることが見出された。これは、石灰化機構の違いを示唆する。

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

平成28年度は、当初予定していた飼育実験に実施できないものがあったが、先行して実施された飼育実験の骨格試料を用いるなど、年度当初の検討目的に見合う分析及び検討を実施できたものと考えている。

今後の研究の推進方策

今後は、化石試料を扱う場合の検討についても進捗をはかる。初生的なあられ石から方解石への続成作用により各間接指標が受ける影響の程度について、顕微ラマン分光計測法や紫外線照射下のルミネッセンス像を活用して検討することを予定している。特に、完新世温暖期の沼サンゴ層（千葉県館山市）から採取された試料については、本研究課題で取り組んできた温帯性サンゴの気候プロキシの適用例として、重点的な分析を実施する。

研究成果

• [雑誌論文] Evaluation of oxygen isotope and Mg/Ca ratios in high-magnesium calcite from benthic foraminifera as a proxy for water tem- perature (2017)
  • 著者名/発表者名: Maeda, A., K. Fujita, K. Horikawa, A. Suzuki, T. Yoshimura, Y. Tamenori, and H. Kawahata
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research: Biogeosciences 巻: 122 ページ: 185-199
  • DOI: 10.1002/2016JG003587
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Short-term fluctuations in regional radiocarbon reservoir age recorded in coral skeletons from the Ryukyu Islands in the north-western Pacific (2017)
  • 著者名/発表者名: Hirabayashi, S., Yokoyama, Y., Suzuki, A., Miyairi, Y., Aze, T.
  • 雑誌名: Journal of Quaternary Science 巻: 32 ページ: 1-6
  • DOI: 10.1002/jqs.2923
  • 査読あり
• [雑誌論文] An aposymbiotic primary coral polyp counteracts acidification by active pH regulation. (2017)
  • 著者名/発表者名: Ohno, Y., Iguchi, A., Shinzato, C., Inoue, M., Suzuki, A., Sakai, K., Nakamura, T.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 4-324 ページ: －
  • DOI: 10.1038/srep40324
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Calcification process dynamics in coral primary polyps as observed using a calcein incubation method (2017)
  • 著者名/発表者名: Ohno，Y., Iguchi, A., Shinzato, C., Gushi, M., Inoue, M., Suzuki, A.， Sakai，K
  • 雑誌名: Biochemistry and Biophysics Reports 巻: 9 ページ: 289-294
  • DOI: 10.1016/j.bbrep.2017.01.006
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Altervalent substitution of sodium for calcium in biogenic calcite and aragonite (2017)
  • 著者名/発表者名: Yoshimura, T., Tamenori, Y., Suzuki, A., Kawahata, H., Iwasaki, N., Hasegawa, H., Nguyen, L.T., Kuroyanagi, A., Yamazaki, T., Kuroda, J., Ohkouchi, N.,
  • 雑誌名: Geochimica et Cosmochimica Acta 巻: 202 ページ: －
  • DOI: 10.1016/j.gca.2016.12.003
  • 査読あり
• [雑誌論文] The role of symbiotic algae in the formation of the coral polyp skeleton: 3-D morphological study based on X-ray microcomputed tomography (2016)
  • 著者名/発表者名: Iwasaki, S., M. Inoue, A. Suzuki, O. Sasaki, H. Kano, A. Iguchi, K. Sakai, and H. Kawahata
  • 雑誌名: Geochemistry, Geophysics, Geosystems 巻: 17 ページ: －
  • DOI: 10.1002/2016GC006536
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Colony-specific calcification and mortality under ocean acidification in the branching coral Montipora digitata (2016)
  • 著者名/発表者名: Kavousi, J., Tanaka, Y., Nishid, K., Suzuki, A., Nojiri, Y., Nakamura, T.
  • 雑誌名: Marine Environmental Research 巻: 119 ページ: 161-165
  • DOI: 10.1016/j.marenvres.2016.05.025
  • 査読あり
• [雑誌論文] Individual Migration Pathways of Modern Planktic Foraminifers: Chamber-by- Chamber Assessment of Stable Isotopes (2016)
  • 著者名/発表者名: Takagi, H., Moriya, K., Ishimura, T., Suzuki, A., Kawahata, H., Hirano, H.
  • 雑誌名: Paleontological Research 巻: 20 ページ: 268-284
  • DOI: 10.2517/2015PR036
• [学会発表] Temperature dependency of skeletal growth and compositions of temperate Acropora coral species around Japan (2016)
  • 著者名/発表者名: Suzuki A, Mori C, Inoue M, Okai T, Isono R, Hayashi M, Yamamoto Y, Suwa R, Yamano H, Nomura K, Nojiri Y & Kawahata H
  • 学会等名: Goldschmidt 2016
  • 発表場所: パシフィ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2016-06-26 – 2016-07-01
  • 国際学会
• [学会発表] Assessing the Roles of Coral-Algal Symbiosis in Coral Calcification Based on Culture Experiments Using Symbiont and Aposymbiont Primary Polyps (2016)
  • 著者名/発表者名: Inoue M, Gussone N, Nakamura T, Yokoyama Y, Suzuki A, Sakai K & Kawahata H
  • 学会等名: Goldschmidt 2016
  • 発表場所: パシフィ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2016-06-26 – 2016-07-01
  • 国際学会
• [学会発表] Rapid Decline in pH of Coral Calcification Fluid due to Incorporation of Anthropogenic CO2 (2016)
  • 著者名/発表者名: Kubota K, Yokoyama Y, Ishikawa T, Suzuki A & Ishii M
  • 学会等名: Goldschmidt 2016
  • 発表場所: パシフィ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2016-06-26 – 2016-07-01
  • 国際学会
• [備考] 産総研・地質情報研究部門・鈴木 淳のホームページ
  • URL: https://staff.aist.go.jp/a.suzuki/index_jpn.html