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2022 年度 実施状況報告書

北極域の氷河暗色化と融解促進理解の新たなアプローチ.鉱物・微生物プロセスの研究

研究課題

研究課題/領域番号 19K20443
研究機関国立極地研究所

研究代表者

永塚 尚子  国立極地研究所, 先端研究推進系, 日本学術振興会特別研究員(PD) (30733208)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2024-03-31
キーワードアイスコア中の鉱物起源 / グリーンランド / 氷河暗色化 / 雪氷藻類
研究実績の概要

グリーンランド氷床北東部のEGRIPアイスコア中の過去100年分の鉱物ダストの走査型電子顕微鏡観察を行い,その形態と組成の時間変化について明らかにした.さらに,北西部のSIGMA-Dアイスコアの結果と比較することで,グリーンランド氷床に飛来する鉱物の組成や起源の時空間分布を高時間分解能ではじめて明らかにした.
EGRIPダストはSIGMA-Dに比べて粒径が小さく、組成も大きく異なった。また,SIGMA-Dダストはグリーンランドの地表面気温の影響を受けて数十年スケールでの組成変動を示したのに対し,EGRIPダストはそのような大規模な変動は見られなかった.これらのことから,ダストの起源や供給プロセスが両地点で大きく異なることが示唆された.EGRIPでは,SIGMA-Dコアに多く含まれた北米起源,ローカル起源のダストが少なく,反対にアジアや北部ユーラシア起源と考えられるダストが多かった.内陸の高高度に位置するEGRIPには主に遠方由来のダストが飛来している可能性があり,この結果はトラジェクトリ解析からも支持された.上記の分析結果は近日中にClimate of the Past誌に投稿予定である.
さらに,雪氷藻類の栄養塩源となる鉱物の種類を推定するため,走査型電子顕微鏡を用いてグリーンランド北西部と南西部の氷河上不純物(クリオコナイト)中の雪氷藻類に付着する鉱物の観察を行なった.これらの氷河では雪氷藻類の卓越種が異なることがわかっている.分析の結果,藻類に付着する鉱物の種類は両地域で大きく異なり,それは周辺の地質条件の影響を受けていることが示唆された.観察された鉱物には必須元素が比較的豊富に含まれていることから,このような鉱物組成の違いは雪氷藻類の栄養塩条件だけではなく,その群集構造や有機物生産にも大きく影響することが予想され,暗色化拡大メカニズム解明に向けた新たな知見を得た.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

当初の計画では,グリーランドの氷河上で採取されたクリオコナイト中の鉱物ダストと表面融解水の分析を進めている予定であったが,COVID-19の影響や育児のために長期の出張が難しく,千葉大学や総合地球環境学研究所(京都)にて予定していた鉱物のSr-Nd安定同位体分析を行うことができなかっ た.

今後の研究の推進方策

本年度は,グリーンランド北西部および南西部の氷河で採取されたクリオコナイト中の鉱物および表面融解水の物理化学分析を行う.鉱物成分に関しては,走査型電子顕微鏡を用いた形態観察およびエネルギー分散型X線分析検出器と電子後方散乱回折検出器を用いた表面成分分析,結晶組織分析を合わせて行うことにより,その組成を同定する.さらに,京都にある総合地球環境学研究所にてSr-Nd同位体分析を行うことで起源を推定する.融解水の分析に関しては,分光光度計を用いた溶存化学成分の測定を行う.測定は主に微生物の栄養塩源である鉱物由来の成分について行い,得られた結果を鉱物組成と比較して鉱物ダストから溶出する栄養塩成分と,その起源となる鉱物の種類について明らかにする.Sr-Nd同位体分析を行うためには1週間以上の出張が必要となるが,子供がまだ小さいため,状況によっては外注による分析も検討する.
次に,今後,暗色域への露出が予想される鉱物ダストの分析を行うため,グリーンランド北西部のNEEMアイスコアの濃度の異なる複数の時代の氷サンプルに含まれる鉱物ダストについてクリオコナイトと同様の分析を行い,その起源と組成の変動について明らかにする.サンプルはコペンハーゲン大学に保存されているが,近年はCOVID-19の影響もあり,現地への出張や輸送が難しく,本年度まで申請が繰越となっていた.申請が許可されれば,極地研究所へ輸送して分析を行う.

次年度使用額が生じた理由

走査型電子顕微鏡の電子銃の交換費用を計上していたが,所属研究機関の予算から交換費用が支払われたために,次年度使用額が生じた.さらに,COVID-19の影響で当初予定していたグリーンランドへの野外調査に行くことができず,またクリオコナイトの分析のための京都の研究所への出張も行わなかったことも影響した.

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2022

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Modeling seasonal growth of phototrophs on bare ice on the Qaanaaq Ice Cap, northwestern Greenland2022

    • 著者名/発表者名
      Onuma Yukihiko、Takeuchi Nozomu、Uetake Jun、Niwano Masashi、Tanaka Sota、Nagatsuka Naoko、Aoki Teruo
    • 雑誌名

      Journal of Glaciology

      巻: - ページ: 1~13

    • DOI

      10.1017/jog.2022.76

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] グリーンランド北西部および北東部で掘削されたアイスコア中の過去100年間の鉱物組成変動の比較2022

    • 著者名/発表者名
      永塚 尚子,東 久美子,對馬 あかね,藤田 耕史,的場 澄人,大沼 友貴彦,小室 悠紀,平林 幹啓,尾形 純,塚川 佳美,北村 享太郎,青木 輝夫,Trevor James Popp,Dorthe Dahl-Jensen
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2022年大会
    • 招待講演
  • [学会発表] グリーンランドアイスコアから復元する過去100年の鉱物ダスト起源とその変動要因の解明2022

    • 著者名/発表者名
      永塚 尚子,東 久美子,對馬 あかね,藤田 耕史,的場 澄人,大沼 友貴彦,青木 輝夫
    • 学会等名
      日本地球化学会 第69回年会
    • 招待講演
  • [学会発表] アイスコアを用いたグリーンランド氷床北部における過去100年間の鉱物組成変動の空間分布2022

    • 著者名/発表者名
      永塚 尚子, 東 久美子, 對馬 あかね, 藤田 耕史, 的場 澄人, 大沼 友貴彦, 小室 悠紀, 平林 幹啓,尾形 純, 塚川 佳美, 北村 享太郎, 青木 輝夫, Trevor James Popp,Dorthe Dahl-Jensen
    • 学会等名
      日本雪氷学会 雪氷研究大会
  • [学会発表] Variations in mineralogy of dust in ice cores obtained from northwestern and northeastern Greenland over the past 100 years2022

    • 著者名/発表者名
      Nagatsuka, N., Goto-Azuma, K., Tsushima, A., Fujita, K., Matoba, S., Onuma, Y., Komuro, Y., Hirabayashi, M., Ogata, J., Ogawa-Tsukagawa, Y., Kitamura, K., Aoki, T., Popp, T. J., Dahl-Jensen,D.
    • 学会等名
      The 13th Symposium on Polar Science
  • [学会発表] Variations in mineralogy of dust in ice cores obtained from Greenland over the past 100 years2022

    • 著者名/発表者名
      Nagatsuka, N., Goto-Azuma, K., Tsushima, A., Fujita, K., Matoba, S., Onuma, Y., Komuro, Y., Hirabayashi, M., Ogata, J., Ogawa-Tsukagawa, Y., Kitamura, K., Aoki, T., Popp, T. J., Dahl-Jensen,D.
    • 学会等名
      Seventh International Symposium on Arctic Research

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公開日: 2023-12-25  

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