北太平洋西部亜寒帯循環域の特異な海洋酸性化と生物への影響評価に関する研究

2019 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15H02835
• 研究機関: 国立研究開発法人海洋研究開発機構
• 研究代表者: 脇田 昌英 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球環境部門(むつ研究所), 技術研究員 (30415989)
• 研究分担者: 中野 善之 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 研究プラットフォーム運用開発部門, 技術研究員 (20566103) ; 永野 憲 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球環境部門(海洋観測研究センター), 主任研究員 (40421888)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: 海洋環境変動 / 海洋酸性化 / 海洋環境評価

研究実績の概要

高生物生産力の西部北太平洋亜寒帯循環域において、冬季表層は酸性化が減速し、中層は低酸素化と人為起源二酸化炭素の蓄積による相乗効果により酸性化が加速している。この特異な現象の要因は未解明で、海洋生物への影響は未評価である。本研究は、この循環域の時系列観測点K2で特異な酸性化の進行を捉え、化学的と物理学的視点からそのメカニズムを解明し、生物への影響を評価することが目的である。2019年度は以下を実施した。
1. K2に海洋研究開発機構が設置した自動昇降計測ブイシステム等を搭載した係留系を2019年6月に回収後、中層の変動を詳細に捉えるため、時系列自動採水器(200m 300m)とpHセンサー(200m)を再設置した。加えて、性能検査のため、前年、安定した水塊の3000mに設置した時系列自動採水器はバルブの故障により、採水できなかった。物理的要因を探るため、表面から500mまでにCTD/DOセンサー、400mに多層流向流速計を取り付け、回収された自動採水器の試料を分析した。
2. 水深200mに設置したpHセンサーからデータを回収することができ、そのデータとアルカリ度から計算した4時間毎の炭酸カルシウム飽和度は取得することができた。
3. 混合層の酸性化進行下での海洋生物への影響を明らかにするために、溶存化学成分データの経年変化を調べたが、有意な経年変化がなく、酸性化による生物群集生産と石灰化の影響がまだ検出できなかった。
4.特異な冬の酸性化を引き起こす物理的要因として、偏西風により駆動する西部亜寒帯循環の縮小が海面高度の上昇と永年密度躍層の深化をもたらすメカニズムを見つけた。この結果は、Nagano and Wakita(2019)として国際誌Progress in Earth and Planetary Scienceに掲載された。

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] スイス連邦工科大学ローザンヌ校(スイス)
  • 国名: スイス
  • 外国機関名: スイス連邦工科大学ローザンヌ校
• [国際共同研究] アメリカ海洋大気庁(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: アメリカ海洋大気庁
• [雑誌論文] Wind-driven decadal sea surface height and main pycnocline depth changes in the western subarctic North Pacific (2019)
  • 著者名/発表者名: Nagano Akira、Wakita Masahide
  • 雑誌名: Progress in Earth and Planetary Science 巻: 6 ページ: 1-26
  • DOI: https://doi.org/10.1186/s40645-019-0303-0
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Response of N2O production rate to ocean acidification in the western North Pacific (2019)
  • 著者名/発表者名: Breider Florian、Yoshikawa Chisato、Makabe Akiko、Toyoda Sakae、Wakita Masahide、Matsui Yohei、Kawagucci Shinsuke、Fujiki Tetsuichi、Harada Naomi、Yoshida Naohiro
  • 雑誌名: Nature Climate Change 巻: 9 ページ: 954-958
  • DOI: https://doi.org/10.1038/s41558-019-0605-7
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Time‐series observations of photosynthetic oxygen production in the subtropical western North Pacific by an underwater profiling buoy system (2019)
  • 著者名/発表者名: Fujiki Tetsuichi、Inoue Ryuichiro、Honda Makio C.、Wakita Masahide、Mino Yoshihisa、Sukigara Chiho、Abe Osamu
  • 雑誌名: Limnology and Oceanography 巻: 65 ページ: 1072-1084
  • DOI: https://doi.org/10.1002/lno.11372
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] El Nino-related sea surface elevation and ocean bottom pressure enhancement associated with the retreat of the Oyashio southeast of Hokkaido, Japan (2019)
  • 著者名/発表者名: Takuya Hasegawa, Akira Nagano, Hiroyuki Matsumoto, Keisuke Ariyoshi, Masahide Wakita
  • 雑誌名: MARINE GEOPHYSICAL RESEARCH 巻: 40 ページ: 505-512
  • DOI: https://doi.org/10.1007/s11001-019-09398-2
  • 査読あり
• [学会発表] Variations in Water Properties and Current Velocity at Station K2 in the Western Subarctic North Pacific in Relation to Wind Changes (2020)
  • 著者名/発表者名: Akira Nagano, Masahide Wakita, Tetsuichi Fujiki
  • 学会等名: Ocean Sciences Meeting 2020
  • 国際学会
• [学会発表] Seasonal transition of the dominant nitrogen source for phytoplankton reconstructed by determining the nitrogen isotope composition for nitrate, ammonium, and individual amino acids of sinking particles in the Northwestern Pacific (2020)
  • 著者名/発表者名: Chisato Yoshikawa, N.O. Ogawa, Y. Chikaraishi, A. Makabe, Y. Matsui, Y. Sasai, M. Wakita, M.C. Honda, Y. Mino, M.N. Aita, T. Fujiki, T. Nunoura, N. Harada, N. Ohkouchi
  • 学会等名: Ocean Sciences Meeting 2020
  • 国際学会
• [学会発表] SHELL DENSITY OF MARINE CALCIFIER AND IN-SITU PH VARIATIONS IN THE WESTERN NORTH PACIFIC (2020)
  • 著者名/発表者名: KATSUNORI KIMOTO, OSAMU SASAKI, YOSHIYUKI NAKANO, MASAHIDE WAKITA, MINORU KITAMURA, TETSUICHI FUJIKI, KEISUKE SHIMIZU, NAOMI HARADA
  • 学会等名: Ocean Sciences Meeting 2020
  • 国際学会
• [学会発表] Time-series observations of primary production in the subtropical western North Pacific by an underwater profiling buoy system: relationship between GOP and dissolved oxygen (2020)
  • 著者名/発表者名: Tetsuichi FUJIKI, Ryuichiro INOUE, Makio C. HONDA, Masahide WAKITA, Chiho SUKIGARA, Yoshihisa MINO, Osamu ABE
  • 学会等名: Ocean Sciences Meeting 2020
  • 国際学会
• [学会発表] SHELL DENSITY OF MARINE CALCIFIER AND IN-SITU PH VARIATIONS IN THE WESTERN NORTH PACIFIC (2019)
  • 著者名/発表者名: KATSUNORI KIMOTO, OSAMU SASAKI, YOSHIYUKI NAKANO, MASAHIDE WAKITA, MINORU KITAMURA, TETSUICHI FUJIKI, KEISUKE SHIMIZU, NAOMI HARADA
  • 学会等名: GOA-ON Hangzhou 2019 Meeting
  • 国際学会
• [備考] JAMSTEC研究者総覧 脇田 昌英
  • URL: http://www.jamstec.go.jp/souran/html/Masahide_Wakita_e57f0-j.html
• [備考] Researchmap 脇田 昌英
  • URL: https://researchmap.jp/mwakita/
• [備考] 国際的な全海洋酸性化観測ネットワーク（GOA ON）に西部北太平洋亜寒帯観測定点K2を登録
  • URL: http://portal.goa-on.org/Explorer
• [備考] KNOT点/K2点海洋観測データサイト
  • URL: http://www.godac.jamstec.go.jp/catalog/data_catalog/metadataDisp/JAMSTEC_KNOT_K2
• [備考] CO2 Moorings and Time Series Project: K2
  • URL: https://www.nodc.noaa.gov/ocads/oceans/Moorings/K2.html