氷床コアの総合解析による様々な時間スケールの地球環境変動の解明

2013 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 21221002
• 研究機関: 国立極地研究所
• 研究代表者: 本山 秀明 国立極地研究所, 研究教育系, 教授 (20210099)
• 研究分担者: 東 久美子 国立極地研究所, 研究教育系, 准教授 (80202620) ; 飯塚 芳徳 北海道大学, 低温科学研究所, 助教 (40370043) ; 植村 立 琉球大学, 理学部, 准教授 (00580143) ; 大野 浩 北見工業大学, 工学部, 助教 (80634625)
• 研究期間 (年度): 2009-05-11 – 2014-03-31
• キーワード: 環境変動 / 氷床コア / 氷期-間氷期 / エアロゾル / ダスト / 年代決定 / 時間スケール / 気温変動

研究概要

・研究計画の最終年度であり、ドームふじ氷床コアのデータセットの作成と高精度年代決定について研究を進め、ほぼ完成したが出版までには至らなかった。また、国際シンポジウム「極域アイスコア・地形地質・モデリングから迫る古環境変動とそのメカニズム」を共催した。地球環境が過去から現在まで大きく変動していることを招聘した海外の研究者とともに議論した。
・ドームふじのアイスコア研究から、氷期の硫酸イオンの起源として、従来考えられていた海洋生物起源のものだけでなく、ダスト起源のものが多かった可能性が高いことを示した。O2/N2を用いて深度-年代を計算する手法を、統計数理研究所との共同研究により開発した。
・マイクロ波酸分解法を用いてドームふじ氷床コア中の金属全濃度の測定し，過去70万年間の金属組成の気候変動への応答と特徴を解析した。氷期にはすべての元素が地殻に近い組成を示すが，温暖な時期には幅広い分布を示すグループ（Mg，Ca）と高い濃縮を示すグループ（Ba，Sr，Mn，Fe）があることが分かった．
・南極ドームふじ氷床コアにおいて、急激な気温変動の代表的な年代である最終退氷期において、不揮発性の海塩・硫酸エアロゾル粒子を抽出し、X線分析装置で元素組成を分析した。300年分解能という高時間分解能での解析で、最終退氷期の水溶性エアロゾルの主成分は塩化ナトリウム、硫酸ナトリウム、硫酸カルシウムであることが分かった。
・極地氷に含まれる水溶性不純物は、氷の物理化学特性に大きな影響を与えるが、ドームふじアイスコア内部にカリウムミョウバンおよび硫酸ナトリウム微粒子が存在することを発見し、論文発表した。

現在までの達成度 (区分)

理由

25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

25年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Potassium alum and aluminum sulfate micro-inclusions in polar ice from Dome Fuji, East Antarctica (2014)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Ohno, Yoshinori Iizuka, Shinichiro Horikawa, Toshimitsu Sakurai, Takeo Hondoh, Hideaki Motoyama
  • 雑誌名: Polar Science 巻: 8 ページ: 1-9
  • DOI: 10.1016/j.polar.2013.11.003
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dating of a Dome Fuji (Antarctica) shallow ice core by volcanic signal synchronization with B32 and EDML1 chronologies (2014)
  • 著者名/発表者名: Motizuki, Y., Nakai, Y., Takahashi, K., Igarashi, M., Motoyama, H., and Suzuki, K.
  • 雑誌名: The Cryosphere Discuss. 巻: 8 ページ: 769-804
  • DOI: doi:10.5194/tcd-8-769-2014
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of accumulation rate on water stable isotopes of near-surface snow in inland Antarctica (2014)
  • 著者名/発表者名: Hoshina, Y., K. Fujita, F. Nakazawa, Y. Iizuka, T. Miyake, M. Hirabayashi, T. Kuramoto, S. Fujita, and H. Motoyama
  • 雑誌名: J. Geophys. Res. Atmos. 巻: 119 ページ: 274-283
  • DOI: doi:10.1002/2013JD020771.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evidence of air-snow mercury exchange recorded in the snowpack at Dome Fuji, Antarctica (2014)
  • 著者名/発表者名: Yeongcheol Han, Youngsook Huh, Sungmin Hong, Soon Do Hur, Hideaki Motoyama
  • 雑誌名: Geosciences Journal 巻: 18 ページ: 105-113
  • DOI: DOI 10.1007/s12303-013-0054-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] The spatial and seasonal distributions of air-transport origins to the Antarctic based on 5-day backward trajectory analysis (2013)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, K., T. Yamanouchi, K. Kawamura, H. Motoyama
  • 雑誌名: T, Polar Science 巻: 7 ページ: 205-213
  • DOI: 10.1016/j.polar.2013.08.001
  • 査読あり
• [雑誌論文] Insolation-driven 100,000-year glacial cycles and hysteresis of ice-sheet volume (2013)
  • 著者名/発表者名: Abe-Ouchi, A., F. Saito, K. Kawamura, M. E. Raymo, J. Okuno, K. Takahashi, and H. Blatter
  • 雑誌名: Nature 巻: 500(7461) ページ: 190-193
  • DOI: 10.1038/nature12374.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sulphate and chloride aerosols during Holocene and last glacial periods preserved in the Talos Dome Ice Core, a peripheral region of Antarctica (2013)
  • 著者名/発表者名: Yoshinori Iizuka, Barbara Delmonte, Ikumi Oyabu, Torbjoｒn Karlin, Valter Maggi, Samuel Albani, Manabu Fukui, Takeo Hondoh and Margareta Hansson
  • 雑誌名: Tellus B 巻: 65 ページ: -
  • DOI: 10.3402/tellusb.v65i0.20197
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mineral and sea-salt aerosol fluxes over the last 340 kyr reconstructed from the total concentration of Al and Na in the Dome Fuji (2013)
  • 著者名/発表者名: Hironori Sato, Toshitaka Suzuki, Motohiro Hirabayashi, Hideaki Motoyama, Yoshinori Iizuka, Yoshiyuki Fujii
  • 雑誌名: Atmospheric and Climate Sciences 巻: 3 ページ: 186-192
  • DOI: DOI: 10.4236/acs.2013.32020
  • 査読あり
• [雑誌論文] DNA analysis for section identification of individual Pinus pollen grains from Belukha glacier, Altai Mountains, Russia (2013)
  • 著者名/発表者名: Fumio Nakazawa, Jun Uetake, Yoshihisa Suyama, Ryo Kaneko, Nozomu Takeuchi, Koji Fujita, Hideaki Motoyama, Satoshi Imura, Hiroshi Kanda
  • 雑誌名: Environ. Res. Lett. 巻: 8 ページ: -
  • DOI: doi: 10.1088/1748-9326/8/1/014032
  • 査読あり
• [雑誌論文] The role of synoptic-scale features and advection in prolonged warming and generation of different forms of precipitation at Dome Fuji station, Antarctica, following a prominent blocking event (2013)
  • 著者名/発表者名: Naohiko Hirasawa, Hisashi Nakamura, Hideaki Motoyama, Masahiko Hayashi, Takashi Yamanouchi
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research 巻: 118 ページ: 6916-6928
  • DOI: doi:10.1002/jgrd50532
  • 査読あり
• [雑誌論文] Kinetic fractionation of gases by deep air convection in polar firn (2013)
  • 著者名/発表者名: Kawamura, K., J. P. Severinghaus, M. R. Albert, Z. R. Courville, M. A. Fahnestock, T. Scambos, E. Shields, and C. A. Shuman
  • 雑誌名: Atmos. Chem. Phys. 巻: 13 ページ: 11141-11155
  • DOI: doi:10.5194/acp-13-11141-2013
  • 査読あり
• [雑誌論文] 気候変化における北極と南極の応答と役割:過去と将来 (2013)
  • 著者名/発表者名: 阿部彩子, 斎藤冬樹, 吉森正和, 小室芳樹, 大石龍太, 渡部雅浩, 大垣内るみ, 高橋邦夫, 鈴木香寿恵
  • 雑誌名: 天気 巻: 60 ページ: 901-908
• [学会発表] Amplitude and correlation of environmental signals in solid precipitation, surface snow and deep ice core at Dome Fuji, Antarctica - Characteristics of climate and environmental signals with the various time scales - (2013)
  • 著者名/発表者名: Hideaki Motoyama, Dome Fuji Ice Core Project members
  • 学会等名: 2013 AGU Fall Meeting
  • 発表場所: San Francisco, USA
  • 年月日: 20131209-20131213
• [学会発表] Concentration of trace inorganic species in surface snow along the route to Dome Fuji, Antarctica (2013)
  • 著者名/発表者名: Motohiro Hirabayashi, Hideaki Motoyama
  • 学会等名: 2013 AGU Fall Meeting
  • 発表場所: San Francisco, USA
  • 年月日: 20131209-20131213
• [学会発表] Climatic forcing and glacial cycles over the last 700,000 years viewed from Antarctica (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Kawamura, S. Aoki, T. Nakazawa and the Dome Fuji Ice Core Project Members
  • 学会等名: International CAWSES-II Symposium
  • 発表場所: 名古屋市
  • 年月日: 20131118-20131122
  • 招待講演
• [学会発表] 南極ドームふじの降雪、積雪表面、氷床深層コアの気候・環境要素の振幅と相関(その２) (2013)
  • 著者名/発表者名: 本山秀明、 ドームふじ氷床コア研究プロジェクトメンバー
  • 学会等名: 第4回極域科学シンポジウム
  • 発表場所: 国立極地研究所、立川市
  • 年月日: 20131112-20131115
• [学会発表] 南極ドームふじコアの化学成分が示す過去70万年の環境変動 (2013)
  • 著者名/発表者名: 東久美子、平林幹啓、本山秀明、三宅隆之、倉元隆之、植村立、川村賢二、Frederic Parrenin、鈴木香寿恵、飯塚芳徳、鈴木啓助、五十嵐誠、藤井理行、鈴木利孝、堀川信一郎、河野美香、藤田耕史、櫻井俊光、小端拓郎
  • 学会等名: 第4回極域科学シンポジウム
  • 発表場所: 国立極地研究所、立川市
  • 年月日: 20131112-20131115
• [学会発表] 酸素・水素安定同位体比を用いた南極ドームふじ氷床コアにおける過去72万年の気温復元 (2013)
  • 著者名/発表者名: 植村立, 本山秀明,Masson-Delmotte, V., Jouzel, J., 三宅隆之, 平林幹啓, 倉元隆之, 大野浩, 河野美香, 東久美子, 藤井理行, 藤田耕史, 堀川信一郎, 飯塚芳徳, 五十嵐誠, 鈴木啓助, 鈴木利孝
  • 学会等名: 第4回極域科学シンポジウム
  • 発表場所: 国立極地研究所、立川市
  • 年月日: 20131112-20131115
• [学会発表] 南極ドームふじ氷床コアによる過去70万年の陸域起源物質変動の復元 (2013)
  • 著者名/発表者名: 三宅隆之，藤井理行，平林幹啓，東久美子，植村立，倉元隆之，本山秀明，藤田耕史，堀川信一郎，飯塚芳徳，五十嵐誠，河野美香，鈴木啓助，鈴木利孝
  • 学会等名: 第4回極域科学シンポジウム
  • 発表場所: 国立極地研究所、立川市
  • 年月日: 20131112-20131115
• [学会発表] 南極表面雪に含まれる水溶性エアロゾル組成 (2013)
  • 著者名/発表者名: 飯塚芳徳、保科優、植村立、大野浩、平林幹啓、福井幸太郎、鈴木利孝、本山秀明
  • 学会等名: 第4回極域科学シンポジウム
  • 発表場所: 国立極地研究所、立川市
  • 年月日: 20131112-20131115
• [学会発表] 南極ドームふじの降雪、積雪表面、氷床深層コアの気候・環境要素の振幅と相関(その２) (2013)
  • 著者名/発表者名: 本山秀明、 ドームふじ氷床コア研究プロジェクトメンバー
  • 学会等名: 雪氷研究大会（2013･北見）
  • 発表場所: 北見工業大学、北見市
  • 年月日: 20130917-20130921
• [学会発表] 南極ドームふじでの深層掘削孔の検層観測 (2013)
  • 著者名/発表者名: 本山秀明、古崎睦、高橋昭好、田中洋一、宮原盛厚、高田守昌、澤柿教伸、的場澄人、杉山慎、新堀邦夫、森章一
  • 学会等名: 雪氷研究大会（2013･北見）
  • 発表場所: 北見工業大学、北見市
  • 年月日: 20130917-20130921
• [学会発表] Deep borehole logging at Dome Fuji Station, Antarctica (2013)
  • 著者名/発表者名: Motoyama, H., Furusaki A., Takahashi, A., Tanaka, Y., Miyahara, M., Takata, M., Sawagaki, T., Matoba S., Sugiyama, S., Shinbori, K., Mori, S.
  • 学会等名: 7th International Workshop on Ice Drilling Technology
  • 発表場所: University of Wisconsin, WI, USA
  • 年月日: 20130909-20130913
• [学会発表] Analysis of shallow/deep ice core drilling data, and the future plan of intermediate depth drilling (2013)
  • 著者名/発表者名: Motoyama, H., Furusaki A., Takahashi, A., Tanaka Y., Miyahara M., Shinbori K., Matoba S., Sugiyama S., Takata M.
  • 学会等名: 7th International Workshop on Ice Drilling Technology
  • 発表場所: University of Wisconsin, Madison, WI, USA
  • 年月日: 20130909-20130913
• [学会発表] 南極氷床コアの話 (2013)
  • 著者名/発表者名: 本山秀明
  • 学会等名: 2013年地磁気・古地磁気・岩石磁気 夏の学校
  • 発表場所: 八王子セミナーハウスおよび国立極地研究所、東京
  • 年月日: 20130819-20130821
  • 招待講演
• [学会発表] 第54次南極地域観測隊内陸雪氷観測報告 (2013)
  • 著者名/発表者名: 本山秀明、鈴木利孝、福井幸太郎、大野浩、保科優、藤田秀二
  • 学会等名: 2013年日本地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: 幕張メッセ国際会議場、千葉市
  • 年月日: 20130519-20130524
• [学会発表] 南極内陸における過去30 万年の硫酸塩エアロゾルと気温のカップリング (2013)
  • 著者名/発表者名: 飯塚 芳徳, 植村 立, 本山秀明
  • 学会等名: 2013年日本地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: 幕張メッセ国際会議場、千葉市
  • 年月日: 20130519-20130523
  • 招待講演
• [学会発表] Characteristics of climate and environmental signals with the various time scales from past 720,000 years in Dome Fuji ice core, Antarctica (2013)
  • 著者名/発表者名: Motoyama, H., Dome Fuji Ice Core Project members
  • 学会等名: European Geosciences Union General Assembly 2013
  • 発表場所: Vienna, Austria
  • 年月日: 20130407-20130412
• [学会発表] グリーンランドNEEM氷床コアから見た過去13万年の気候・環境変動
  • 著者名/発表者名: 東久美子
  • 学会等名: 日本雪氷学会総会
  • 発表場所: 幕張メッセ国際会議場、千葉市
  • 招待講演
• [学会発表] 氷床コア分析による過去のCO2の復元
  • 著者名/発表者名: 川村賢二
  • 学会等名: 日本気象学会秋季大会シンポジウム「二酸化炭素研究の新展開」
  • 発表場所: 仙台市
  • 招待講演
• [備考] Dome Fuji Ice Core Consortium
  • URL: http://polaris.nipr.ac.jp/~icc/NC/htdocs/