西部北太平洋域における海洋の一次生産に対する人為起源エアロゾルの影響評価

2022 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 20H04350
• 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: 相田 真希 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), グループリーダー (90463091)
• 研究分担者: 長島 佳菜 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 (90426289) ; 松本 和彦 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), 准研究主任 (50359155) ; 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) ; 関谷 高志 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), 研究員 (00781460) ; 竹谷 文一 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), 主任研究員 (50377785)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2023-03-31
• キーワード: 大気エアロゾル / 鉱物粒子 / 海洋一次生産 / 人為起源物質 / 栄養塩沈着 / 鉄供給源 / 全球化学輸送モデル

研究実績の概要

観測点K2（47N、160E）において2002～2006年の春季～秋季に採取した海水濾過試料を用いてSEM-CL分析を行った。前年に分析したMR20-E02・MR21-01の結果と統合し、K2におけるダスト沈着量とその季節性について解析したところ、4月～6月にかけてダストの沈着量が多く、1年を通じた沈着フラックスは0.37±0.07gm-2 year-1と見積もられた。
雨水と植物プランクトンの生産性に関する追実験として、アジア域由来の人為起源大気微量物質が多く到達する春季の観測航海MR22-03に参画し、亜熱帯～亜寒帯間の各測点の表面海水に同海域で採取した雨水を添加する培養実験を実施した。貧栄養な亜熱帯域の海水では、雨水添加後にchl-aの増加と一次生産量の増大を捉えることに成功した。添加した雨水の成分に高濃度の窒素栄養塩（硝酸イオン：約45umol L-1、アンモニウムイオン：11umol L-1）が含まれており、西部北太平洋亜熱帯域では人為起源物質が海洋の生物生産に大きなインパクトを及ぼす可能性があることが示唆された。更にTEPの鉛直分布測定を実施し、南北観測点での鉛直分布の相違や水塊の混合状態による違い、植物プランクトンブルーム発生時に表層で高濃度となったTEPが下層に向かって急激に減少する特徴的な鉛直分布を捉える等、貴重なデータが得られた。
全球化学輸送モデルCHASERによる1960年代から2014年までの過去再現実験からリン沈着量を推定した。その結果、西部北太平洋における燃焼起源のリン沈着は1960～2014年の間に約3倍増加しており、全リン沈着に対する燃焼起源の寄与は約20%から約50%に増加したと推定された。一方、K2周辺海域の海表面～中深層に渡る粒子追跡シミュレーション実験を実施し、先行研究とは大きく異なった広範の粒子を捕集している可能性が示された。

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

• [学会発表] 西部北太平洋亜寒帯域の海水中石英粒子から復元したダスト沈着フラックスおよび海洋基礎生産への影響 (2023)
  • 著者名/発表者名: 長島佳菜、川上創、杉江恒二、藤木徹一、西岡純、岩本洋子、竹村俊彦、宮川拓真、竹谷文一、野口真希
  • 学会等名: 2022年度北大低温研 共同利用研究集会：寒冷圏大気－海洋間の生物地球化学的相互作用に関する研究集会
• [学会発表] 風が吹けばプランクトンが増える？ (2023)
  • 著者名/発表者名: 長島佳菜、川上創、杉江恒二、藤木徹一、西岡純、岩本洋子、竹村俊彦、宮川拓真、竹谷文一、野口 真希
  • 学会等名: 日本海洋学会 海洋生物シンポジウム2023
  • 招待講演
• [学会発表] 「みらい」MR22-03航海概要報告 -春季西部北太平洋における東アジア大陸起源物質の分布と生態系への影響- (2023)
  • 著者名/発表者名: 杉江 恒二，藤木 徹一，木元 克典，松本 和彦，竹谷 文一，脇田 昌英，中野 善之，岸 正敏，喜多村 稔，金谷 有剛，佐々木 雄亮，塩崎 拓平，Qin Hongwei，下島 公紀，大井 麻由，刀祢 館奈々子，山口 三亜佳，三野 義尚
  • 学会等名: 海と地球のシンポジウム2022
• [学会発表] MR21-06航海概要報告 (2023)
  • 著者名/発表者名: 喜多村稔, 松本和彦, 熊本雄一郎, 小川萌日香, 古巻史穂, 李何萍, 三谷曜子, 多田雄哉, 田中さき, 松中哲也, 浜島靖典
  • 学会等名: 海と地球のシンポジウム2022
• [学会発表] Examining the impact of rainfall on primary productivity in the oligotrophic subtropical ocean (2022)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto K., Taketani F., Mino Y.
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2022年大会
• [学会発表] 冬季～春季の西部北太平洋域におけるTEPの時空間分布と生物学的プロセス (2022)
  • 著者名/発表者名: 川名華織, 松本和彦, 野口真希
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2022年大会
• [学会発表] Direct observation of surface primary productivity influenced by wet deposition at subtropical Northwestern Pacific (2022)
  • 著者名/発表者名: Taketani F., Matsumoto K., Kanaya Y.
  • 学会等名: 8th hybrid SOLAS Open Science Conference
• [学会発表] 北西太平洋の豊かな海洋生態系の未来にむけて (2022)
  • 著者名/発表者名: 野口（相田）真希、宮川拓真
  • 学会等名: 日本エアロゾル学会 第39回エアロゾル科学・技術研究討論会
  • 招待講演
• [備考] UN-DOS Ocean Decade Laboratories
  • URL: https://www.jamstec.go.jp/rigc/e/topics/20220217/
• [学会・シンポジウム開催] Ocean Decade Laboratories #7 A Productive Ocean サテライトアクティビティ「北西太平洋の豊かな海洋生態系の未来にむけて」 (2022)