酸素同位体観測による南極沿岸海洋への氷床融解水流入の直接評価

2020 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 17H01615
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 青木 茂 北海道大学, 低温科学研究所, 准教授 (80281583)
• 研究分担者: 田村 岳史 国立極地研究所, 研究教育系, 准教授 (40451413) ; 松村 義正 東京大学, 大気海洋研究所, 助教 (70631399)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: 環境変動 / 酸素安定同位体比 / 南極海 / 氷床融解 / 棚氷海洋相互作用

研究実績の概要

南極氷床の流出が、地球の海水位上昇の加速に寄与し、南極底層水形成過程を通して海洋深層循環にも影響を及ぼすことが懸念されている。しかし、近年指摘される東南極氷床の流出・融解と海洋との関わりについては未だ十分な現場観測がなされず、また氷床を取り巻く南極海での融解水増加については直接評価がなされていない。本研究では南極沿岸主要域を網羅する世界初の国際観測ネットワークを構築し、融解水の定量化に最適な酸素安定同位体比（δ18O ）を含む現場海洋観測を実施する。これにより淡水起源の周極的な分布を捉え、同時に時間変化を求めることで、氷床融解水の沿岸海洋への影響の直接評価を目的とした。
ドイツ・韓国・オーストラリアといった諸外国との国際的な共同研究が発展し、周極的にみて重要な海域の多くにおいてδ18O を取得することに成功した。またこれまで観測のなかったオーストラリア-南極海盆のトッテン氷河近傍域でもδ18O の詳細な分布を取得できた。同海盆域では陸棚斜面から外洋域に至る広域での海水試料を取得した。
これらの観測に基づき、アデリーランド沖などの外洋表層域で氷河融解に起因すると考えられる2010年代中盤までの淡水量の増加傾向を捉えた。一方で2010年代中盤を境に、アムンゼン海を中心に氷床融解量が減少し、その影響が既にオーストラリア-南極海盆の底層にまで及んでいる可能性を示した。この知見は、近年の底層水変化傾向の実態理解に新たな展開を与えた。また、オーストラリア-南極海盆において、沿岸に影響を及ぼす亜寒帯循環の詳細構造と時間変化の存在も明らかにした。沿岸域では、リュツオホルム湾において、δ18O により暖水の流入による氷床融解の痕跡を定量的に捉えた。ケープダンレーポリニヤ域では夏季の氷床融解の影響を捉えた。これらによりδ18Oは氷河融解水の挙動を精密に解き明かすのに極めて有益であることが示された。

現在までの達成度 (段落)

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] アルフレッドウェゲナー極地海洋研究所(ドイツ)
  • 国名: ドイツ
  • 外国機関名: アルフレッドウェゲナー極地海洋研究所
• [国際共同研究] 韓国極地研究所(韓国)
  • 国名: 韓国
  • 外国機関名: 韓国極地研究所
• [国際共同研究] ACE CRC(オーストラリア)
  • 国名: オーストラリア
  • 外国機関名: ACE CRC
• [雑誌論文] The effect of basal melting of the Shirase Glacier Tongue on the CO 2 system in L?tzow‐Holm Bay, East Antarctica (2021)
  • 著者名/発表者名: Kiuchi Masaaki、Nomura Daiki、Hirano Daisuke、Tamura Takeshi、Hashida Gen、Ushio Shuki、Simizu Daisuke、Ono Kazuya、Aoki Shigeru
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research: Biogeosciences 巻: － ページ: －
  • DOI: 10.1029/2020JG005762
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Freshening of Antarctic Bottom Water Off Cape Darnley, East Antarctica (2020)
  • 著者名/発表者名: Aoki S.、Katsumata K.、Hamaguchi M.、Noda A.、Kitade Y.、Shimada K.、Hirano D.、Simizu D.、Aoyama Y.、Doi K.、Nogi Y.
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research: Oceans 巻: 125 ページ: 1-13
  • DOI: 10.1029/2020JC016374
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structure of the Subpolar Gyre in the Australian‐Antarctic Basin Derived From Argo Floats (2020)
  • 著者名/発表者名: Yamazaki Kaihe、Aoki Shigeru、Shimada Keishi、Kobayashi Taiyo、Kitade Yujiro
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research: Oceans 巻: 125 ページ: 1-27
  • DOI: 10.1029/2019JC015406
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Strong ice-ocean interaction beneath Shirase Glacier Tongue in East Antarctica (2020)
  • 著者名/発表者名: Hirano Daisuke、Tamura Takeshi、Kusahara Kazuya、Ohshima Kay I.、Nicholls Keith W.、Ushio Shuki、Simizu Daisuke、Ono Kazuya、Fujii Masakazu、Nogi Yoshifumi、Aoki Shigeru
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 11 ページ: 1-12
  • DOI: 10.1038/s41467-020-17527-4
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Reversal of freshening trend of Antarctic Bottom Water in the Australian-Antarctic Basin during 2010s (2020)
  • 著者名/発表者名: Aoki S.、Yamazaki K.、Hirano D.、Katsumata K.、Shimada K.、Kitade Y.、Sasaki H.、Murase H.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 10 ページ: 1-7
  • DOI: 10.1038/s41598-020-71290-6
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Oceanographic and geophysical observations off Sabrina Coast, East Antarctica, in 2019/2020 (2020)
  • 著者名/発表者名: Aoki Shigeru, Tamura Takeshi, Nakayama Yoshihiro, Ono Kazuya, Wongpan Pat, Yamazaki Kaihe, Itaki Takuya, Tokuda Yuki, Sasaki Satoshi, Hirano Daisuke, and Aoyama Yuichi
  • 学会等名: JpGU-AGU 2020
  • 国際学会 / 招待講演
• [備考] 南極海の酸素安定同位体比δ18Oを測る
  • URL: http://climbsd.lowtem.hokudai.ac.jp/group/shigeru/sci/deltao18.html