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2018 年度 実績報告書

古海洋表層窒素サイクル研究の深化

研究課題

研究課題/領域番号 16H02236
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

大河内 直彦  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, 分野長 (00281832)

研究分担者 吉川 知里  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 (40435839)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード窒素 / 同位体比
研究実績の概要

本研究は,海洋環境における窒素安定同位体比(15N/14N比)を規定する要因を,観測と海洋生態系を組み込んだ窒素モデルの両面から研究し,その成果を過去の地質時代における海洋の窒素サイクルの変動へ応用するものである。平成30年度は主に,先カンブリア代である11億年前に形成された地層中(アフリカ北西部のモーリタニアで採取)からクロロフィルの分子化石であるポルフィリン(クロロフィルの中心環に由来するテトラピロール化合物)の化学構造と窒素安定同位体比について研究を行った。それらポルフィリン化合物の多くは,明らかにクロロフィル由来であることを示すE環を持っている。また,各ポルフィリンの窒素安定同位体比が+5.6 - +10.2パーミルであることを明らかにした。さらにその結果を,当時の生態系全体の窒素安定同位体比を表すと考えられる堆積物のバルク有機物の窒素同位体比と比較して,生態系内における窒素同位体分別が0.5 - 5.2パーミルの範囲にあることを明らかにした。その結果,食物連鎖による窒素安定同位体比の上昇が比較的低く抑えられていたことが示唆された。このことは,11億年前当時の海洋においては高次捕食者が未だ進化したおらず,現在の海洋に比べて食物連鎖が非常に短かったことによるものと解釈した。この成果はProceedings of the National Academy of Science USA誌に発表した。

現在までの達成度 (段落)

平成30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

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2018 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件)

  • [国際共同研究] オーストラリア国立大学/ジオサイエンス・オーストラリア(オーストラリア)

    • 国名
      オーストラリア
    • 外国機関名
      オーストラリア国立大学/ジオサイエンス・オーストラリア
  • [国際共同研究] フロリダ州立大学(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      フロリダ州立大学
  • [国際共同研究] モデナ大学(イタリア)

    • 国名
      イタリア
    • 外国機関名
      モデナ大学
  • [国際共同研究] グラナダ大学(スペイン)

    • 国名
      スペイン
    • 外国機関名
      グラナダ大学
  • [雑誌論文] 1.1 billion years old porphyrins and their isotopic composition establish a marine ecosystem dominated by bacterial primary producers.2018

    • 著者名/発表者名
      Gueneli, N., McKenna, A. M., Ohkouchi, N., Boreham, C., Beghin, J., Javaux, E. J., and Brocks, J. J.
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Science, USA

      巻: 115 ページ: E6978-E6986

    • DOI

      10.1073/pnas.1803866115

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Nitrate isotope distributions in the subarctic and subtropical North Pacific.2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshikawa, C., Makabe, A., Matsui, Y., Nunoura, T., and Ohkouchi, N.
    • 雑誌名

      Geochemistry Geophysics Geosystems

      巻: 19 ページ: 2212-2224

    • DOI

      10.1029/2018GC007528

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fractionation of stable nitrogen isotopes (15N/14N) during enzymatic deamination of glutamic acid: Implication for mass and energy transfers in the biosphere2018

    • 著者名/発表者名
      Goto, A. S., Miura, K., Korenaga, T., Hasegawa, T., Ohkouchi, N., and Chikaraishi, Y.
    • 雑誌名

      Geochemical Journal

      巻: 52 ページ: 273-280

    • DOI

      10.2343/geochemj.2.0513

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Efficient recycling of nutrient in the modern and past hypersaline environments2018

    • 著者名/発表者名
      Isaji, Y., Kawahata, H., Ogawa, N. O., Kuroda, J., Yoshimura, T., Jimenez-Espejo, F. J., Makabe, A., Shibuya, T., Lugli, S., Santulli, A., Manzi, V., Roveri, M., and Ohkouchi, N.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 ページ: 3718

    • DOI

      10.1038/s41598-019-40174-9

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Porphyrins reveal modes of nitrogen cycle controlled by chemocline depth under density-stratified condition during the Messinian Salinity Crisis2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Isaji
    • 学会等名
      JpGU
    • 国際学会
  • [学会発表] 海洋中のヘムと多次元安定同位体比測定法の開発2018

    • 著者名/発表者名
      伊左治雄太
    • 学会等名
      地球化学会
  • [学会発表] 海洋窒素同位体モデルで窒素同位体比の季節変化の海域特性を明らかにする2018

    • 著者名/発表者名
      吉川千里
    • 学会等名
      地球化学会

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公開日: 2019-12-27  

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