両極の氷床コアと全球気候植生モデルによる過去1万年のメタン濃度の変動要因の解明

2023 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 20H04327
• 研究機関: 国立極地研究所
• 研究代表者: 大藪 幾美 国立極地研究所, 共同研究推進系, 助教 (20758396)
• 研究分担者: 川村 賢二 国立極地研究所, 先端研究推進系, 教授 (90431478) ; 青木 周司 東北大学, 理学研究科, 学術研究員 (00183129) ; 森本 真司 東北大学, 理学研究科, 教授 (30270424) ; 阿部 彩子 東京大学, 大気海洋研究所, 教授 (30272537) ; 吉森 正和 東京大学, 大気海洋研究所, 准教授 (20466874) ; 大石 龍太 東京大学, 大気海洋研究所, 特任研究員 (90436600)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: メタン / 氷床コア / グリーンランド / 南極 / 完新世

研究実績の概要

・測定予定だったグリーンランドNEEMコアと南極ドームふじコア試料の分析を全て終え、約50年間隔のCH4濃度, N2O濃度, CO2濃度, δ15N-N2,δ18O-O2, δO2/N2, δAr/N2, 空気含有量のデータを取得した。
・完成したドームふじのデータセットを用い、スムージングをかけたWAIS Divideコアのデータと対比させ、ドームふじコアの空気の精密な年代決定を行った。その後、昨年度にWAIS Divideコアのメタン濃度との対比により年代決定を行ったNEEMコアのデータを用い、メタン濃度の南北差を再計算した。
・南北半球間のメタン収支を調べるため、先行研究で構築されたボックスモデルを参考にして、北緯30~90度、北緯30~南緯30度、南緯30~90度の3つの緯度で区切った3-ボックスモデルを構築したうえで、モデルのパラメータ（輸送時間、メタン寿命、南半球からの放出量）を最適化させた。
・項目2で得られたメタン濃度の南北差のデータを構築したボックスモデルに入力し、北半球と熱帯のメタン収支を計算した。その結果、北半球からのメタン放出量は完新世ではほぼ一定であったのに対し、熱帯からの放出は約8000年前から5000年前にかけて減少し、3000年前から産業革命期前にかけて増加したことが明らかとなった。このことから、完新世のCH4 濃度の1万年スケールの変動（約5000年前にかけて減少し、その後増加する）は熱帯起源によるものであると考えられる。

現在までの達成度 (段落)

令和5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5年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] コペンハーゲン大学(デンマーク)
  • 国名: デンマーク
  • 外国機関名: コペンハーゲン大学
• [国際共同研究] オレゴン州立大学(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: オレゴン州立大学
• [雑誌論文] Latitudinal difference in sulfate formation from methanesulfonate oxidation in Antarctic snow imprinted on 17O-excess signature (2024)
  • 著者名/発表者名: Hattori Shohei、Ishino Sakiko、Suzuki Nozomi、Nakazawa Fumio、Oyabu Ikumi、Tsutaki Shun、Hirabayashi Motohiro、Noro Kazushi、Takenaka Norimichi、Kawamura Kenji、Yoshida Naohiro、Motoyama Hideaki
  • 雑誌名: Applied Geochemistry 巻: 162 ページ: 105901～105901
  • DOI: 10.1016/j.apgeochem.2024.105901
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spatial distribution of vertical density and microstructure profiles in near-surface firn around Dome Fuji, Antarctica (2024)
  • 著者名/発表者名: Inoue Ryo、Fujita Shuji、Kawamura Kenji、Oyabu Ikumi、Nakazawa Fumio、Motoyama Hideaki、Aoki Teruo
  • 雑誌名: The Cryosphere 巻: 18 ページ: 425～449
  • DOI: 10.5194/tc-18-425-2024
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] N2, O2, and Ar in ice cores: Elemental and isotopic compositions (2023)
  • 著者名/発表者名: Oyabu Ikumi、Kawamura Kenji
  • 雑誌名: Encyclopedia of Quaternary Science, 3rd Edition 巻: - ページ: -
  • DOI: 10.1016/B978-0-323-99931-1.00120-3
  • 査読あり
• [学会発表] ドームふじ氷床コアの年代構築（DF2021） (2023)
  • 著者名/発表者名: 大藪 幾美、川村 賢二、Buizert Christo、Parrenin Fredrric、Orsi Anais、北村 享太郎、青木 周司、中澤 高清
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2023年大会
  • 国際学会
• [学会発表] 過去5000年間の南極ドームふじ周辺の涵養量 (2023)
  • 著者名/発表者名: 大藪 幾美、川村 賢二、藤田 秀二、井上 崚、本山 秀明、福井 幸太郎、平林 幹啓、保科優、栗田 直幸、中澤 文男、大野 浩、杉浦 幸之助、鈴木 利孝、津滝 俊、阿部 彩子、庭野匡思、Parrenin Fredrric、齋藤 冬樹、吉森 正和
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2023年大会
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Verifying global fugitive fossil fuel CH4 emission trends using atmospheric CH4 and δ 13C-CH4 observations (2023)
  • 著者名/発表者名: Chandra, N., P. K. Patra, R. Fujita, L. H. Isaksson, T. Umezawa, D. Goto and S. Morimoto
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2023年大会
  • 国際学会
• [学会発表] 最終氷期の北半球氷床の大規模崩壊に起因する南極の急激な涵養量の増加 (2023)
  • 著者名/発表者名: 大藪幾美,川村賢二,藤田秀二,東久美子,平林幹啓,本山秀明
  • 学会等名: 雪氷研究大会（2023・郡山）
• [学会発表] グリーンランド北東部における産業革命以後のブラックカーボンと硫酸塩エアロゾルの経年変動 －アイスコア連続融解分析装置（CFA）によるEGRIP 浅層アイスコアの高時間分解能分析－ (2023)
  • 著者名/発表者名: 東久美子,福田かおり,平林幹啓,尾形純,小室悠紀,中澤文男,大藪幾美,北村享太郎,藤田秀二,茂木信宏,森樹大,大畑祥,近藤豊,小池真,栗田直幸,塚川佳美,川村賢二,Sune O. Rasmussen,Giulia Sinnl,Trevor J. Popp,Dorthe Dahl-Jensen
  • 学会等名: 雪氷研究大会（2023・郡山）
• [学会発表] Black carbon deposition in Northeast Greenland over the past 350 years (2023)
  • 著者名/発表者名: K. Goto-Azuma, K. Fukuda, J. Ogata, Y. Komuro, M. Hirabayashi, F. Nakazawa, I. Oyabu, K. Kitamura, S. Fujita, N. Moteki, T. Mori, S. Ohata, Y. Kondo, M. Koike, N. Oshima Y. Ogawa-Tsukagawa, K. Kawamura, N. Kurita, S. O. Rasmussen, G. Sinn, T. J. Popp, D. Dahl-Jensen
  • 学会等名: 第14回極域科学シンポジウム
  • 国際学会
• [学会発表] The Dome Fuji ice core DF2021 chronology (0-207 kyr BP) (2023)
  • 著者名/発表者名: Ikumi Oyabu, Kenji Kawamura, Christo Buizert, Frederic Parrenin, Anais Orsi, Kyotato Kitamura, Shuji Aoki, Takakiyo Nakazawa
  • 学会等名: AGU Fall Meeting 2023
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Surface temperature at Dome Fuji during the last interglacial period (2023)
  • 著者名/発表者名: Ikumi Oyabu, Kenji Kawamura, Christo Buizert, Frederic Parrenin, Ryu Uemura
  • 学会等名: AGU Fall Meeting 2023
  • 国際学会 / 招待講演
• [図書] 北極域の研究 ―その現状と将来構想 (2024)
  • 著者名/発表者名: 北極環境研究コンソーシアム長期構想編集委員会
  • 総ページ数: 480
  • 出版者: 海文堂出版
  • ISBN: 978-4303562304