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2022 年度 実績報告書

新氷床コアレーザー溶融法で探る巨大太陽プロトン現象の超高時間分解能検証

研究課題

研究課題/領域番号 20H01952
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

望月 優子  国立研究開発法人理化学研究所, 仁科加速器科学研究センター, 室長 (90332246)

研究分担者 高橋 和也  国立研究開発法人理化学研究所, 仁科加速器科学研究センター, 特別嘱託研究員 (70221356)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード太陽活動 / 太陽プロトンイベント / 氷床コア / 超高解像度分析
研究実績の概要

理化学研究所で新規に開発した氷床コアレーザー溶融サンプラー(Laser Melting Sampler; LMS)によって、南極大陸のドームふじ基地で掘削された氷床コアについて、巨大太陽プロトン現象を識別し得るだけの超高時間分解能分析が達成できる見通しとなった。このRIKEN-LMS装置を用い、氷床コア中の硝酸イオン濃度変動及び水同位体比変動を指標として、巨大太陽プロトン現象の痕跡を検証することが本研究の目的である。
2021年度に、高感度イオンクロマトグラフィー装置の導入から1年を経てメンテナンスの必要性が生じたが、部品が米国からの輸入品のため、コロナ禍の影響で供給減少による納期遅延が発生し、年度内の調達が不可能な状況となってしまった。そのため予算を2022年度に繰越し、当該装置の電子部品関係のスペアパーツの到着を待ち、到着後、装置の調整を行った。2022年度は、導入した超純水製造装置を用い、「超純水氷」の製作工程をより工夫したことによって、実験室空気からの汚染の心配がない「超純水氷」が作れるようになり、その後の実験が質的に向上した。さらに、実験室のクリーン環境の整備に配慮し、大気汚染対策のための大改良が施されたLMS装置を用いて超高時間分解能のイオン分析を行い、試料間のクロスコンタミネーションや、実験室空気からの汚染等が必要な精度で起きていないことを確かめた。LMS装置の適用を考えている巨大太陽プロトン現象については、西暦1859年のキャリントンイベント、西暦774年のイベントに加え、994年イベントについて検討を進めた。
水同位体比分析については、LMSを適用した結果と手分割試料の結果とが不定性の範囲内で一致していることを示し、国際学術誌に論文を投稿、2023年9月に出版され、Altmetric attention score 150(全分野でトップ5%)を達成した。

現在までの達成度 (段落)

令和4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

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (21件)

すべて 2024 2023 2022 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 4件、 招待講演 10件) 図書 (1件) 備考 (4件)

  • [雑誌論文] A novel laser melting sampler for discrete, sub-centimeter depth-resolved analyses of stable water isotopes in ice cores2023

    • 著者名/発表者名
      Motizuki Yuko、Nakai Yoichi、Takahashi Kazuya、Hirose Junya、Sahoo Yu Vin、Yumoto Masaki、Maruyama Masayuki、Sakashita Michio、Kase Kiwamu、Wada Satoshi、Motoyama Hideaki、Yano Yasushige
    • 雑誌名

      Journal of Glaciology

      巻: - ページ: 1~7

    • DOI

      10.1017/jog.2023.52

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Ice core chemistry database: an Antarctic compilation of sodium and sulfate records spanning the past 2000 years2023

    • 著者名/発表者名
      Thomas, E. R., Vladimirova, D. O., Tetzner, D. R., Hori, A., Motizuki, Y., Takahashi, K., Motoyama, H., Nakai, et al.
    • 雑誌名

      Earth System Science Data

      巻: 15 ページ: 2517~2532

    • DOI

      10.5194/essd-15-2517-2023

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] First application of laser melting method to ice core sampling to study climate change2024

    • 著者名/発表者名
      Yuko Motizuki, Yoichi Nakai, Kazuya Takahashi, Junya Hirose, Yu Vin Sahoo, Masaki Yumoto, Masayuki Maruyama, Michio Sakashita, Kiwamu Kase, Satoshi Wada, Hideaki Motoyama, and Yasushige Yano
    • 学会等名
      Int. Conference on Laser Solutions for Space and Earth (LSSE2024)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] "Ice-Core Astro-Factory"計画:南極アイスコア中の超新星痕跡同定への取り組み2024

    • 著者名/発表者名
      望月優子
    • 学会等名
      第10回超新星ニュートリノ研究会
  • [学会発表] 科研費基盤A『新開発RIKEN-LMSで挑む南極深層アイスコアからの天文情報抽出』の紹介2024

    • 著者名/発表者名
      望月優子
    • 学会等名
      ドームふじ研究集会+第3期ドーム深層掘削会合
  • [学会発表] A novel laser melting sampler for discrete, sub-centimeter depth-resolved analyses of stable water isotopes in ice cores2023

    • 著者名/発表者名
      Yuko Motizuki, Yoichi Nakai, Kazuya Takahashi, Yu Vin Sahoo, Junya Hirose, Masaki Yumoto, Masayuki Maruyama, Michio Sakashita, Kiwamu Kase, Satoshi Wada, Hideaki Motoyama, and Yasushige Yano
    • 学会等名
      The 14th Symposium on Polar Science
    • 国際学会
  • [学会発表] 化学分析誤差を誤差伝播則から突き詰める ー 南極アイスコアデータから抽出される太陽活動周期を例にして2023

    • 著者名/発表者名
      望月優子
    • 学会等名
      お茶の水女子大学理学部物理学教室談話会
    • 招待講演
  • [学会発表] 南極アイスコアからさぐる地球と宇宙の歴史2023

    • 著者名/発表者名
      望月優子
    • 学会等名
      埼玉県高等学校中堅教諭等資質向上研修(理科)
    • 招待講演
  • [学会発表] "RIKEN Ice Core Factory"計画と理論研究により目指すもの2023

    • 著者名/発表者名
      望月優子
    • 学会等名
      宇宙物理と超高層大気物理の融合研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] 地質学的試料に残った超新星の痕跡について2023

    • 著者名/発表者名
      望月優子
    • 学会等名
      新学術領域「地下から解き明かす宇宙の歴史と物質の進化」主催 第9回超新星ニュートリノ研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] Eleven-year, 22-year and ~90-year solar cycles discovered in nitrate concentrations in a Dome Fuji (Antarctica) ice core (A poster presentation)2022

    • 著者名/発表者名
      Yuko Motizuki, Yoichi Nakai, Kazuya Takahashi, Takashi Imamura, and Hideaki Motoyama
    • 学会等名
      The 5th ISEE International Symposium: Toward the Future of Space-Earth Environmental Research
    • 国際学会
  • [学会発表] Verifying footprints of solar cycles and supernovae in polar ice cores2022

    • 著者名/発表者名
      Yuko Motizuki
    • 学会等名
      International conference on Astrophysics with Radioactive Isotopes (AwRI)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 南極アイスコアから探る太陽活動と気候変動 太陽の鼓動 ー星と私たちの繋がりを通して2022

    • 著者名/発表者名
      望月優子
    • 学会等名
      お茶の水女子大学理学部主催 第10回宇宙講演会
    • 招待講演
  • [学会発表] Solar activity signatures embedded in ice cores2022

    • 著者名/発表者名
      望月優子
    • 学会等名
      宇核連-RCNP研究会「宇宙核物理の展開」
    • 招待講演
  • [学会発表] 南極の氷からひもとく地球と宇宙の歴史2022

    • 著者名/発表者名
      望月優子
    • 学会等名
      朝日カルチャーセンター新宿教室
    • 招待講演
  • [学会発表] 地球アーカイブからさぐる、宇宙と地球の歴史2022

    • 著者名/発表者名
      望月優子
    • 学会等名
      朝日カルチャーセンター中之島教室 宇宙核物理研究連絡会「宇宙と地球と元素」シリーズ講座
    • 招待講演
  • [図書] シリーズ現代の天文学第1巻 人類の住む宇宙(第2版第4刷 改訂)「第4章 太陽系 4.1.2 節 太陽の現在」2024

    • 著者名/発表者名
      望月優子(岡村定矩他編)
    • 総ページ数
      3
    • 出版者
      日本評論社
    • ISBN
      978-4-535-60751-4
  • [備考] 理化学研究所雪氷宇宙科学研究室ウェブサイト

    • URL

      https://ribf.riken.jp/ag/

  • [備考] 報道発表「レーザー融解によるアイスコアの微細試料採取装置の開発」

    • URL

      https://www.riken.jp/press/2023/20230919_2/index.html

  • [備考] Press Release "Laser-based ice-core sampling..."

    • URL

      https://www.riken.jp/en/news_pubs/research_news/pr/2023/20230919_2/index.html

  • [備考] RIKEN Research Winter 2023

    • URL

      https://www.riken.jp/medialibrary/riken/pr/publications/riken_research/2023/rr202312.pdf

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公開日: 2024-12-25  

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