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2018 年度 実績報告書

有殻翼足類の高精度観測:海洋酸性化に対する応答

研究課題

研究課題/領域番号 16H04961
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

木元 克典  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球環境観測研究開発センター, 主任技術研究員 (40359162)

研究分担者 佐々木 洋  石巻専修大学, 理工学部, 教授 (10183378)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード海洋酸性化 / 有殻翼足類 / マイクロフォーカスX線CT / 殻密度 / 較正基準試料の制作
研究実績の概要

最終年度である本年度は、昨年度までに得られたセジメントトラップ中の有殻翼足類の殻密度とpHデータの解析、そして殻密度計測手法の精度向上および確立を行った。
本科研費において2017年に購入し、係留を行ったハイブリッドpHセンサ(HPHS)は、2018年のMR 18-04航海において無事に回収された。HPHSは有光層最下部の水深150mに係留され、年間を通して順調に稼働していた。比色法によって補正された150mの現場pH変化は7.45から7.60の間を変動していた。年間の大半がpH7.45-7.50の間を示し、短期間だけ上昇するという傾向が見られた。気候値に観察される混合層内の季節変化に連動したpH変化とはなっておらず、混合層下部のpH変化が想定よりも複雑なしくみであることを示している。現在、捕集できていた数期間のみのサンプルを計測中である。
殻密度計測を精密に実施するために、外部標準試料によるキャリブレーションが必要となるため、異なる密度を持つ較正基準試料(ファントム)を作成する手法開発を行った。試行錯誤の末、人工炭酸塩粒子を異なる圧力でプレスし、空隙率のことなる粒子を作成することに成功した。さらにこれに流動性の高いウレタン樹脂を浸潤させ固化させることで、150ミクロン四方の均質なファントムを複数種類製造することに成功した。これらファントムの密度のばらつきは最大約2.0%であり均質性が確かめられた。計算されるこれらの密度と、MXCTで計測されるCT値を比較すると、極めて良い直線関係を得た。その式は以下となる。
CT number = 350.47x 嵩密度(bulk density)+49.04 (R=0.99976)
この計算式を用いることで、CT値より密度を正確に計算できるようになり、本手法を海洋研究開発機構および共同研究者らと特許出願した(特願2018-128758)。

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。

備考

本科研費にて製作した3Dコンテンツ閲覧ソフトウェア(ビューワー)。無償にて頒布。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2019 2018 その他

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

  • [国際共同研究] SC Coastal Water Research Project(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      SC Coastal Water Research Project
  • [雑誌論文] Insights into the evolution of shells and love darts of land snails revealed from their matrix proteins2019

    • 著者名/発表者名
      Shimizu K, Kimura K, Isowa Y, Oshima K, Ishikawa M, Kagi H, Kito K, Hattori M, Chiba S, Endo K.
    • 雑誌名

      Genome Biology and Evolution

      巻: 11 ページ: 380-397

    • DOI

      doi:10.1093/gbe/evy242

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 海洋酸性化と生物影響2018

    • 著者名/発表者名
      木元克典
    • 雑誌名

      日本機械学会誌

      巻: 121 ページ: 18-21

  • [雑誌論文] Phytogeography of the pelagic snail Limacina helicina (Gastropoda: Thecosomata) in the subarctic western North Pacific2018

    • 著者名/発表者名
      Shimizu K, Kimoto K, Noshita K, Wakita M, Fujiki T, Sasaki T.
    • 雑誌名

      Journal of Molluscan Studies

      巻: 84 ページ: 30-37

    • DOI

      doi:10.1093/mollus/eyx040

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Shell morphology/density variations of thecosomatous pteropod Limacina helicina recovered from off Mombetsu, Sea of Okhotsk: A result from 2017 to 20182019

    • 著者名/発表者名
      Katsunori Kimoto, Keisuke Shimizu, Erina Shima, Hiroshi Sasaki, Hiromi Kasai, Seiji Katakura
    • 学会等名
      34th International Symposium on the Okhotsk Sea & Polar Oceans
    • 国際学会
  • [学会発表] Ocean acidification driven biological vulnerability in the high latitudes: comparison between the Gulf of Alaska, Bering Sea and Beaufort Sea2019

    • 著者名/発表者名
      Bednarsek N., Kimoto, K., Feely, R., Naish, K., Carter, B., Hauser, L., Hermann, A., Hauri, C., Jimenez, I., Niemi, A., Stabeno, P.
    • 学会等名
      34th International Symposium on the Okhotsk Sea & Polar Oceans
    • 国際学会
  • [学会発表] Technical development of Micro X-ray Computed Tomography (MXCT) and research activity on ocean acidification in the western Arctic Ocean2019

    • 著者名/発表者名
      Katsunori Kimoto, Jonaotaro Onodera, Koji Sugie, Naomi Harada
    • 学会等名
      ArCS Workshop for Promoting Arctic Collaboration between IARC/UAF and Japan
    • 国際学会
  • [学会発表] 微化石試料の自動X線形態計測2019

    • 著者名/発表者名
      木元克典、佐々木理、岩下智洋
    • 学会等名
      MRC微化石研究集会2019
  • [図書] 深海――極限の世界 生命と地球の謎に迫る2019

    • 著者名/発表者名
      藤倉 克則、木村 純一、海洋研究開発機構
    • 総ページ数
      296
    • 出版者
      講談社
    • ISBN
      4065160421
  • [備考] 無料ツールOden

    • URL

      https://white-rabbit.jp/product/oden/

  • [産業財産権] 密度測定方法および較正基準試料並びにその作製方法2018

    • 発明者名
      木元克典、菊池一夫、岩下智洋、佐々木理
    • 権利者名
      JAMSTEC,コムスキャンテクノ,ホワイトラビット
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2018-128758

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公開日: 2019-12-27  

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