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2021 年度 実施状況報告書

琉球層群礁性石灰岩の古地磁気・岩石磁気分析による高分解能地球磁場・気候変動の復元

研究課題

研究課題/領域番号 20KK0082
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

小田 啓邦  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 地質調査総合センター, 上級主任研究員 (90356725)

研究分担者 穴井 千里  高知大学, 海洋コア総合研究センター, 客員助教 (00845779)
兼子 尚知  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 地質調査総合センター, 主任研究員 (50356804)
研究期間 (年度) 2020-10-27 – 2024-03-31
キーワード宮古島 / 磁鉄鉱 / 赤鉄鉱 / 走磁性バクテリア / 海水準変動 / 古地磁気強度 / 地磁気逆転境界 / 礁性石灰岩
研究実績の概要

Anai et al. (2017, 2018)で分析に用いた礁性石灰岩試料からパイロット試料を選び出し、古地磁気・岩石磁気分析を行った。今年度は、特に走査型SQUID顕微鏡を用いたサブミリメータ分析を行い、以下のことが明らかになりつつある。同じレベルでの交流消磁を複数回行い、磁気マッピングを行ったが、ダイポール磁気異常を示す磁性鉱物の磁化方位が交流消磁を行うたびに異なる方位を示すことが確認された。これは礁性石灰岩試料の空隙に取り込まれた多磁区磁性鉱物粒子(磁鉄鉱)の影響を示すと想定される。10mTと20mTにおいて、X軸方向交流消磁、Y軸方向交流消磁、Z軸方向交流消磁、タンブリング交流消磁を比較したが、タンブリング交流消磁の結果が最も不安定な消磁結果を示すように見える。さらに、蛍光X線マッピング装置を用いて、鉄酸化物が空隙に付着していること、還元化学消磁によりこれらが除去されることが確認された。しかしながら、粒子サイズの大きな多磁区磁性鉱物粒子は還元化学消磁の後も残っていることが確認された。さらに、2021年10月に宮古島で古地磁気定方位試料・微化石試料採取を、山田(2002)の分類によるUnit1~4の19層準で行った。このうちUnit4は77万年前のブルン-松山地磁気逆転境界を含むと想定される。試料採取した岩相は、石灰藻球石灰岩、サンゴ石灰岩、生砕性石灰岩などである。研究協力者との連携によりこれら層準におけるナンノ化石の検出を試みたが、1層準を除いてナンノ化石は検出できず、微化石年代推定はできなかった。これら試料の磁化率は1x10^-10~1x10^-6m^3/kg、自然残留磁化は1x10^-7~3x10^-5 Am^2/kgであった。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

新型コロナウィルスの影響により宮古島での現地調査・試料採取の開始が遅れ、2021年10月に行うこととなった。また、液体ヘリウム調達の滞りにより、液体ヘリウムを用いた走査型SQUID顕微鏡による分析が遅れている。磁気ヒステリシス分析に用いる振動試料式磁力計の修理が米国メーカーの都合などにより長引いており、このため試料の岩石磁気分析が遅れている。さらに、2020年度に続き、2021年度も米国ロチェスター大学を訪問できなかった。これらにより、新たな試料を用いた分析、米国での実験計画などが遅れている。

今後の研究の推進方策

2021年度に宮古島で採取した試料の古地磁気・岩石磁気分析を優先的に進める。また、新型コロナウィルスの感染状況を見極め、宮古島での2回目の地質調査と古地磁気・岩石磁気試料採取を2022年度の適切な時期に行う。今年度は、ストロンチウム同位体分析を進めることで年代推定の指標とすることを新たな試みとする。2021年度までの走査型SQUID磁気顕微鏡による成果を論文としてまとめつつ、今後の古地磁気・岩石磁気分析の進め方の戦略とする。2022年度中に米国ロチェスター大学を訪問して加熱による古地磁気強度推定実験を進めることができるよう、米国共同研究者との連携を密にとり、効率的な実験が可能となるよう戦略的に実験計画を立てる。

次年度使用額が生じた理由

新型コロナウィルスの影響により2021年度は米国ロチェスター大学を訪問できなかった。また、液体ヘリウム調達の滞りにより、液体ヘリウムを用いた走査型SQUID顕微鏡による分析が遅れている。これらにより、次年度使用額が発生した。2022年度は、これら2021年度に計画した米国出張による実験と走査型SQUID顕微鏡による実験などを優先的に実行する。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 3件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (4件) (うち招待講演 1件)

  • [国際共同研究] ロチェスター大学(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      ロチェスター大学
  • [国際共同研究] オーストラリア国立大学(オーストラリア)

    • 国名
      オーストラリア
    • 外国機関名
      オーストラリア国立大学
  • [国際共同研究] ケンブリッジ大学/インペリアルカレッジロンドン(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      ケンブリッジ大学/インペリアルカレッジロンドン
  • [雑誌論文] Unlocking information about fine magnetic particle assemblages from first-order reversal curve diagrams: Recent advances2022

    • 著者名/発表者名
      Andrew P. Roberts, David Heslop, Xiang Zhao, Hirokuni Oda, Ramon Egli, Richard J. Harrison, Pengxiang Hu, Adrian R. Muxworthy and Tetsuro Sato
    • 雑誌名

      Earth-Science Reviews

      巻: 227 ページ: 103950

    • DOI

      10.1016/j.earscirev.2022.103950

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Matuyama-Brunhes geomagnetic reversal record and associated key tephra layers in Boso Peninsula: Extraction of primary magnetization of geomagnetic fields carried by mixed magnetic minerals grown through depositional, diagenesis, and weathering processes2022

    • 著者名/発表者名
      Hirokuni Oda, Hiroomi Nakazato, Futoshi Nanayama, Yumiko Harigane
    • 雑誌名

      Earth Planets and Space

      巻: 74 ページ: 1

    • DOI

      10.1186/s40623-022-01626-1

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Magnetic domain state and anisotropy in hematite (alpha-Fe2O3) from first-order reversal curve diagrams2021

    • 著者名/発表者名
      Andrew P. Roberts, Xiang Zhao, Pengxiang Hu, Alexandra Abrajevitch, Yen-Hua Chen, Richard J. Harrison, David Heslop, Zhaoxia Jiang, Jinhua Li, Qingsong Liu, Adrian R. Muxworthy, Hirokuni Oda, Hugh St. C. O’Neill, Brad J. Pillans, and Tetsuro Sato
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Solid Earth

      巻: 126 ページ: e2021JB023027

    • DOI

      10.1029/2021JB023027

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Absence of a long-lived lunar paleomagnetosphere2021

    • 著者名/発表者名
      John A. Tarduno, Rory D. Cottrell, Kristin Lawrence, Richard K. Bono, Wentao Huang, Catherine L. Johnson, Eric G. Blackman, Aleksey V. Smirnov, Miki Nakajima, Clive R. Neal, Tinghong Zhou, Mauricio Ibanez-Mejia, Hirokuni Oda and Ben Crummins
    • 雑誌名

      Science Advances

      巻: 7 ページ: eabi7647

    • DOI

      10.1126/sciadv.abi7647

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 古地磁気・岩石磁気学的手法を用いた阿蘇火山中岳火口周辺域の完新世噴出 物の分類と噴火年代の再検討2021

    • 著者名/発表者名
      穴井 千里, 宮縁 育夫, 宇津木 充, 吉川 慎, 望月 伸竜, 渋谷 秀敏, 大倉 敬 宏
    • 雑誌名

      火山

      巻: 66 ページ: 171-186

    • DOI

      10.18940/kazan.66.3_171

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Preliminary study of high resolution monitoring of paleomagnetic experiments with reef limestones2021

    • 著者名/発表者名
      穴井 千里、小田 啓邦
    • 学会等名
      第150回 地球電磁気・地球惑星圏学会 講演会
  • [学会発表] 房総半島寺崎のブルン-松山地磁気逆転記録2021

    • 著者名/発表者名
      小田 啓邦 、中里 裕臣 、七山 太 、針金 由美子
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2021大会
  • [学会発表] 古地磁気永年変化層序:火山噴出物層 序研究への貢献2021

    • 著者名/発表者名
      望月伸竜, 穴井千里, 馬場章, 渋谷秀敏
    • 学会等名
      日本地質学会第128回学術大会
    • 招待講演
  • [学会発表] 古地磁気・岩石磁気学的手法を用いた阿蘇火山中岳火口周辺域の完新世噴出 物の分類と噴火年代の再検討2021

    • 著者名/発表者名
      穴井 千里, 宮縁 育夫, 宇津木 充, 吉川 慎, 望月 伸竜, 渋谷 秀敏, 大倉 敬 宏
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2021大会

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公開日: 2022-12-28  

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