太平洋域に供給される生物に利用可能な鉄の起源：人為起源鉄の影響解明

2022 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 20H04329
• 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: 伊藤 彰記 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球環境部門(環境変動予測研究センター), 主任研究員 (00419144)
• 研究分担者: 宮川 拓真 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球環境部門(地球表層システム研究センター), 副主任研究員 (30707568)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2023-03-31
• キーワード: 地球環境変化 / 鉱物ダスト / 人為起源鉄

研究実績の概要

鉄以外の発生源ごとの元素濃度比を全球エアロゾル輸送モデルに導入した。そして、多元素のトレーサーを導入することにより、エアロゾル中の元素濃度比を算出した。より具体的には、鉱物起源および燃焼起源エアロゾルに関して、鉄の発生量算出に用いた際のデータベースを基に、他の元素に対しても同様に、発生源ごとに異なる元素濃度比を用いて発生量を算出した。
高時間分解能で、粒径分割された条件でエアロゾルを捕集できるように大気取り込み口を改良した。そのことで比較的高い時間分解能、かつ現場にて粒子径で分割した元素組成の情報を得た。また、燃焼起源の化学物質の発生速度を検証するためにブラックカーボン（BC）のデータも同時に取得した。
多元素エアロゾル輸送モデルを用いて、発生源の強度と分布を与えて、大気中の濃度を算出した。福江島における独自の観測結果に加えて、国際共同研究による様々な海域における観測データを活用し、主要な発生源を推定した。その結果、大気汚染の対策不足により製錬過程から二酸化硫黄と一緒に大気中へ放出される人為起源鉄は、南大洋域への溶存鉄供給にとって、重要な役割を果たしていることを明らかにした。
今年度研究成果は、主著論文2報、責任著者論文1報および共著論文4報の合計7報が受理され、期待を遥かに超える水準で達成できた。様々な国内外の委員活動、共同利用研究集会主催など研究コミュニティへ期待通りの水準で貢献できた。その論文成果に関して、プレスリリースし、社会への貢献も大いに果たした。

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

• [国際共同研究] University of California/NASA Goddard Space Flight Center/Cornell University(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: University of California/NASA Goddard Space Flight Center/Cornell University
• [国際共同研究] University of Leeds/University of Reading/University of Birmingham(英国)
  • 国名: 英国
  • 外国機関名: University of Leeds/University of Reading/University of Birmingham
  • 他の機関数: 3
• [国際共同研究] NIOZ-Royal Netherlands Institute/Vrije Universiteit Amsterdam(オランダ)
  • 国名: オランダ
  • 外国機関名: NIOZ-Royal Netherlands Institute/Vrije Universiteit Amsterdam
• [国際共同研究] Karlsruher Institut for Technologie/Leibniz Institute(ドイツ)
  • 国名: ドイツ
  • 外国機関名: Karlsruher Institut for Technologie/Leibniz Institute
• [国際共同研究] LISA/Univ. Lille/IPSL(フランス)
  • 国名: フランス
  • 外国機関名: LISA/Univ. Lille/IPSL
• [国際共同研究]
  • 他の国数: 4
• [雑誌論文] Aerosol Iron from Metal Production as a Secondary Source of Bioaccessible Iron (2023)
  • 著者名/発表者名: Ito Akinori、Miyakawa Takuma
  • 雑誌名: Environmental Science & Technology 巻: 57 ページ: 4091～4100
  • DOI: 10.1021/acs.est.2c06472
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Marine aerosol feedback on biogeochemical cycles and climate in the Anthropocene (2023)
  • 著者名/発表者名: Ito Akinori、Miyazaki Yuzo、Taketani Fumikazu、Iwamoto Yoko、Kanaya Yugo、Jun Nishioka
  • 雑誌名: Archives of Atmospheric Chemistry Research 巻: 47 ページ: 047A06
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A review of coarse mineral dust in the Earth system (2023)
  • 著者名/発表者名: Adebiyi, A. A., J. Kok, B. J. Murray, C. L. Ryder, J.-B. W. Stuut, R. A. Kahn, P. Knippertz, P. Formenti, N. M. Mahowald, C. P. Garcia-Pando, M. Klose, A. Ansmann, B. H. Samset, A. Ito, Y. Balkanski, C. Di Biagio, M. N. Romanias, Y. Huang and J. Meng
  • 雑誌名: Aeolian Research 巻: 60 ページ: 100849～100849
  • DOI: 10.1016/j.aeolia.2022.100849
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Role of Dust and Iron Solubility in Sulfate Formation during the Long-Range Transport in East Asia Evidenced by 17O-Excess Signatures (2022)
  • 著者名/発表者名: Itahashi Syuichi、Hattori Shohei、Ito Akinori、Sadanaga Yasuhiro、Yoshida Naohiro、Matsuki Atsushi
  • 雑誌名: Environmental Science & Technology 巻: 56 ページ: 13634～13643
  • DOI: 10.1021/acs.est.2c03574
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Competing and accelerating effects of anthropogenic nutrient inputs on climate-driven changes in ocean carbon and oxygen cycles (2022)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto Akitomo、Hajima Tomohiro、Yamazaki Dai、Noguchi Aita Maki、Ito Akinori、Kawamiya Michio
  • 雑誌名: Science Advances 巻: 8 ページ: eabl9207
  • DOI: 10.1126/sciadv.abl9207
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Iron from coal combustion particles dissolves much faster than mineral dust under simulated atmospheric acidic conditions (2022)
  • 著者名/発表者名: Baldo Clarissa、Ito Akinori、Krom Michael D.、Li Weijun、Jones Tim、Drake Nick、Ignatyev Konstantin、Davidson Nicholas、Shi Zongbo
  • 雑誌名: Atmospheric Chemistry and Physics 巻: 22 ページ: 6045～6066
  • DOI: 10.5194/acp-22-6045-2022
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Multiphase processes in the EC-Earth model and their relevance to the atmospheric oxalate, sulfate, and iron cycles (2022)
  • 著者名/発表者名: Myriokefalitakis Stelios、Bergas-Masso Elisa、Goncalves-Ageitos Maria、Perez Garcia-Pando Carlos、van Noije Twan、Le Sager Philippe、Ito Akinori、Athanasopoulou Eleni、Nenes Athanasios、Kanakidou Maria、Krol Maarten C.、Gerasopoulos Evangelos
  • 雑誌名: Geoscientific Model Development 巻: 15 ページ: 3079～3120
  • DOI: 10.5194/gmd-15-3079-2022
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] IMPACTモデルの福江島における微小エアロゾル元素組成・ブラックカーボンの高時間分解観測データを用いた評価 (2022)
  • 著者名/発表者名: 伊藤彰記、宮川拓真
  • 学会等名: 日本気象学会2022年度春季大会
• [学会発表] ベンガル湾におけるエアロゾル鉄溶解率を用いた人為起源鉄溶出モデルの評価 (2022)
  • 著者名/発表者名: 伊藤彰記、Baldo Clarissa, Zongbo Shi
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2022年大会
• [学会発表] Evaluation of aerosol iron model using high-resolution measurements of trace metal (2022)
  • 著者名/発表者名: Ito, A., T. Miyakawa
  • 学会等名: Goldschmidt 2022
  • 国際学会
• [学会発表] 福江島における微小エアロゾル元素の高時間分解観測データとIMPACTモデルによる人為起源鉄の寄与率推定 (2022)
  • 著者名/発表者名: 伊藤 彰記、宮川拓真
  • 学会等名: 2022年度日本地球化学会年会
• [学会発表] IMPACTモデルの福江島とタスマニア島におけるエアロゾル溶存鉄の観測データを用いた評価 (2022)
  • 著者名/発表者名: 伊藤 彰記、宮川拓真
  • 学会等名: 2022年度大気環境学会年会
• [学会発表] Marine aerosol feedback on biogeochemical cycles and climate in the Pacific Ocean (2022)
  • 著者名/発表者名: Ito, A., Y. Miyazaki, F. Taketani, Y. Iwamoto，Y. Kanaya and J. Nishioka
  • 学会等名: 2022 iCACGP/IGAC Conference
  • 国際学会
• [学会発表] Aerosol bioaccessible iron supply from southern Africa to the Southern Ocean (2022)
  • 著者名/発表者名: Ito, A., T. Miyakawa
  • 学会等名: 2022 SOLAS Conference
  • 国際学会
• [学会発表] 生物利用可能な鉄の二次的供給源としての製錬過程からのエアロゾル鉄 (2022)
  • 著者名/発表者名: 伊藤彰記、宮川拓真
  • 学会等名: 第27回大気化学討論会
• [学会発表] Constraints on contribution of anthropogenic and lithogenic iron in aerosols using high-time-resolution measurements of trace elements (2022)
  • 著者名/発表者名: Ito, A., T. Miyakawa
  • 学会等名: 2022 AGU Fall Meeting
  • 国際学会
• [備考] 南半球の大気汚染対策不足が南大洋を富栄養化させている可能性
  • URL: https://www.jamstec.go.jp/j/about/press_release/20230301/
• [備考] 環境変動予測研究センターの伊藤 彰記 主任研究員らの論文が、裏表紙に選ばれました
  • URL: https://www.jamstec.go.jp/cema/j/