炭酸塩の新しい同位体分子温度指標の開発

2015 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 15K12196
• 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: 坂井 三郎 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 生物地球化学研究分野, 技術研究員 (90359175)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: レーザー分光 / 炭酸塩 / 温度計

研究実績の概要

本研究では、重い同位体13Cと18Oからなる二酸化炭素13C-18O-18O分子の存在量が、CO2生成時の温度に”強い”依存性があることに着目し、炭酸塩（化石など）をリン酸で分解して生じる二酸化炭素を用いて、地球史解読における新しい同位体分子温度指標を開発することを目標とする。
その手段として、中赤外領域に存在する13C-18O-18Oの吸収波長帯に発振波長を持つ最新の半導体レーザーと光計測技術による定量システムを構築する。その後、飼育実験により生成温度が判明している生物源炭酸塩を計測することで温度換算式を作成し、従来の酸素同位体比では不可能であった”環境水の影響を受けない”新しい同位体分子温度指標を提案する。
本年度は、１、ターゲットとする中赤外波長域、２、最新の半導体レーザーの新規導入、３、多重反射セルの内容積を減らす、ことを目的とした。
１に関しては、HITRANデータベースによるシミュレーションをもとに、波長掃引するためのターゲット波長域を絞り込むことができた。これまで若手研究(A)で開発したレーザー分光装置の酸素同位体比を検出するための中赤外領域に近い4.3マイクロメートル帯の波長域である。しかし２と３に関しては、新規分光技術の出現により、新規半導体レーザと内容積の小さい多重反射セルの仕様検討に時間を要した。新規レーザー技術を有する民間企業や専門家と綿密な打合せを重ねつつ、最適な仕様決定のための作業を進めている。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

平成２７年度中に半導体レーザーと多重反射セルの仕様を決定し、発注・導入まで完了予定であったが、新規分光技術の出現により、これを含めた最適な仕様検討の必要性が生じたことにより、仕様決定に時間を要し、導入が次年度に持ち越されたため。

今後の研究の推進方策

新規分光技術について民間企業と専門家との検討により、仕様決定の最終段階にはいっており、平成28年度８月を目処に発注予定である。検出器と検出したシグナルを解析するためのソフトウェアについては、すでに協力する民間企業と打合せを完了しており、装置をくみ上げて、テスト測定を行う段階まで進めると見込んでいる。

次年度使用額が生じた理由

新しい分光技術の出現により、最適な半導体レーザと内容積の小さい多重反射セルの仕様検討に当初の予想をこえて時間を要し、購入を次年度に見送ったため。

次年度使用額の使用計画

新規半導体レーザと内容積の小さい多重反射セルの仕様決定のための作業が進んでおり、平成28年度８月を目処に発注し、12月には導入・組立を予定している。その後、試験測定を実施し、本研究の萌芽研究としての結果を出す。