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2020 年度 実績報告書

石筍の炭酸凝集同位体から過去数万年間の気温・降水量変化を読み解く

研究課題

研究課題/領域番号 20J00843
研究機関東京大学

研究代表者

加藤 大和  東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(PD) (70782019)

研究期間 (年度) 2020-04-24 – 2023-03-31
キーワード石筍 / トゥファ / 炭酸凝集同位体 / 酸素同位体 / 古気候 / 古環境 / 温度復元
研究実績の概要

本年は広島県上石高原町・岐阜県郡上市産の2本の石筍試料の分析とデータ解析をおこない、前者の成果を筆頭著者として国際誌Quaternary Science Reviews(QSR)に掲載することができた。この成果は、日本国内から初めて石筍の炭酸凝集同位体温度記録の解釈と報告をした論文となり、本研究で用いる安定酸素同位体・凝集同位体記録の複合的な解釈手法の有効性を証明したばかりでなく、研究に適した試料の条件やその判別法を提示できた点でも大きな進展であった。また、岐阜県産石筍から得られた結果についても英語論文の作成も進展させたほか、共著者として陸域炭酸塩岩に関わる2本の論文公表に参加した。そのうち、Progress in Earth and Planetary Science (PEPS)に掲載されたAmekawa et al.(2021)は新潟県糸魚川市産の石筍を用いた研究であり、本研究の目的にも大きく寄与するものである。
これらの成果公表作業に並行して、石筍酸素同位体組成の変動要因解釈の有力な手がかりとなる、雨水の酸素同位体組成の季節特性を明らかにするため、集雨装置を作成し、静岡県静岡市・浜松市で継続した雨水採取をおこなった。また、同様の集雨装置を用いた作業を宮城県仙台市と鹿児島県奄美市の研究協力者に委託し、各月の雨水を収集している。
鹿児島県徳之島では、石筍の発達する鍾乳洞やトゥファの発達する海岸の調査をおこない、滴下水や流水の化学組成や温度を測定したほか、いくつかの地点に温度ロガーや沈殿観察用のタイル板を設置し、温度や炭酸塩沈殿速度のモニタリング中である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

新型コロナウイルス感染症の蔓延により、計画の大幅な見直しが迫られた。当初の研究計画で研究初期に予定していた新規炭酸塩試料の収集調査を本年は十分に実施することができなかったが、データ解析や論文執筆を前倒しておこない、筆頭論文を関連分野の有力国際誌Quaternary Science Reviews誌にオープンアクセスとして掲載した。また、出張を伴わない実験室作業も重点的におこなっており、炭酸塩試料の同位体比分析をおこなったほか、酸素同位体炭酸凝集同位体温度計の温度キャリブレーションに用いるため、炭酸水槽ナトリウム溶液と塩化カルシウム溶液を一定速度で水槽内に滴下しながら、安定温度下でカルサイトを人工生成する装置を作成して運用を開始した。
研究計画の実施順に大きな変更があったものの、順調に進展している。

今後の研究の推進方策

今後は、初年度に実施することができなかった炭酸塩試料の収集調査をおこなうほか、九州大学での炭酸凝集同位体分析を重点的におこなう。国立台湾大学で予定していた研究試料のウラン系列年代測定は、新型コロナウイルスの蔓延状況を鑑み、試料送付による測定委託に切り替えることを検討中である。
上述の計画に平行して、測定データの解析や研究成果の公表準備を進め、 分析結果は順次,国内外での学会や学術論文で公表する。 本年は岐阜県産石筍から得られた測定データについて、2020年度に公表した広島県での結果と比較しながら英語論文を作成し、投稿する予定である。
また、日本各地の雨水の酸素同位体組成の季節特性を明らかにするため、静岡県、宮城県、鹿児島県奄美市で引き続き水試料の収集を継続するほか、2020年に運用を開始したカルサイト沈澱装置も引き続き稼働し、幅広い温度下での人工試料を蓄積する予定である。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 3件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 1件)

  • [雑誌論文] “Influences of temperature and the meteoric water δ18O value on a stalagmite record in the last deglacial to middle Holocene period from southwestern Japan”2021

    • 著者名/発表者名
      Kato Hirokazu、Amekawa Shota、Hori Masako、Shen Chaun-Chou、Kuwahara Yoshihiro、Senda Ryoko、Kano Akihiro
    • 雑誌名

      Quaternary Science Reviews

      巻: 253 ページ: 106746~106746

    • DOI

      10.1016/j.quascirev.2020.106746

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Stalagmite evidence for East Asian winter monsoon variability and 18O-depleted surface water in the Japan Sea during the last glacial period2021

    • 著者名/発表者名
      Amekawa Shota、Kashiwagi Kenji、Hori Masako、Sone Tomomi、Kato Hirokazu、Okumura Tomoyo、Yu Tsai-Luen、Shen Chuan-Chou、Kano Akihiro
    • 雑誌名

      Progress in Earth and Planetary Science

      巻: 8 ページ: 18

    • DOI

      10.1186/s40645-021-00409-8

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Resetting Southern Tibet: The serious challenge of obtaining primary records of Paleoaltimetry2020

    • 著者名/発表者名
      Quade J.、Leary R.、Dettinger M.P.、Orme D.、Krupa A.、DeCelles P.G.、Kano A.、Kato H.、Waldrip R.、Huang W.、Kapp P.
    • 雑誌名

      Global and Planetary Change

      巻: 191 ページ: 103194

    • DOI

      10.1016/j.gloplacha.2020.103194

    • 査読あり / 国際共著

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公開日: 2021-12-27  

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