宇宙線生成核種・炭素14の超高精度分析による宇宙線異常増加イベントの年代決定

2011 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 23654080
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 宮原 ひろ子 東京大学, 宇宙線研究所, 特任助教 (00532681)
• 研究期間 (年度): 2011-04-28 – 2013-03-31
• キーワード: 宇宙線 / 宇宙線生成核種 / 太陽活動 / 太陽圏 / 宇宙気候学 / 樹木年輪 / 炭素14 / 気候変動

研究概要

マウンダー極小期(西暦1645-1715年の黒点消失期)の氷床コア中に含まれる宇宙線生成核種の年々変動データからは、約28年に一度の宇宙線の1年スケールの異常増加が発見されている。太陽活動の低下に伴い太陽圏の3次元構造が変化したことによって宇宙線変動の22年変動成分が増幅したためであると示唆されている。マウンダー極小期における太陽活動周期は14年であり、28年周期は太陽の双極子磁場の反転周期に相当する。一方、北半球の気候変動の復元データからは、宇宙線生成核種の変動に同期した28年変動が見つかっており、宇宙線変動が気候変動に影響をおよぼしていた可能性を示唆している。ただし、氷床コアから得られるデータには、数年の年代決定誤差があるため、宇宙線イベントの絶対年代を決定するためには、樹木年輪中の放射性炭素によりイベントを検出する必要がある。本研究では、山形大学高感度加速器質量分析センターに導入された加速器質量分析計を用いて、樹木年輪中の炭素14の測定精度を向上させるための基礎実験を行ってきた。マウンダー極小期周辺において宇宙線の異常増加は計4イベントが見つかっている。本研究では、それらの年代について年輪を剥離し、多重測定によって加速器質量分析計の安定性の検証と測定精度向上のためのメソッド開発を行った。結果、従来の1/4以下の測定誤差を達成することに成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Variation of the Schwabe Cycle Length During the Grand Solar Minimum in the 4th Century BC Deduced from Radiocarbon Content in Tree Rings (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Nagaya, K. Kitazawa, F. Miyake, K. Masuda, Y. Muraki, T. Nakamura, H. Miyahara, H. Matsuzaki
  • 雑誌名: Solar Physics 巻: 280 ページ: 223-236
  • DOI: doi:10.1007/s11207-012-0045-2
  • 査読あり
• [雑誌論文] Snowball Earth events driven by starbursts of the Milky Way Galaxy (2012)
  • 著者名/発表者名: Kataoka, R., Ebisuzaki, T., Miyahara, H., Maruyama, S.
  • 雑誌名: New Astronomy 巻: 21 ページ: 50-62
  • 査読あり
• [雑誌論文] Anomalous 10Be spikes during the Maunder Minimum : Possible evidence for extreme space weather in the heliosphere (2012)
  • 著者名/発表者名: Kataoka, R., Miyahara, H., Steinhilber, F.
  • 雑誌名: Space Weather 巻: 10 ページ: S11001 1-6
  • DOI: doi:10.1029/2012SW000835
  • 査読あり
• [雑誌論文] e-examination of evidence for the North Atlantic "1500-year cycle" at Site 6 (2012)
  • 著者名/発表者名: Obrochta, S. P., Miyahara, H., Yokoyama, Y., Crowley, T. J.
  • 雑誌名: Quaternary Science Reviews 巻: 55 ページ: 23-33
  • DOI: doi:10.1016/j.quascirev.2012.08.008
  • 査読あり
• [雑誌論文] 9,400 years of cosmic radiation and solar activity from ice cores and tree rings (2012)
  • 著者名/発表者名: Steinhilber F., Abreu J., Beer J., Brunner I., Christl M., Fischer H., Heikkila U., Kubik P., Mann M., Miller, H., Miyahara H., McCracken K. G., Oerter H., Wilhelas F.
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. 巻: 109 ページ: 5967-5971
  • DOI: doi:10.1073/pnas.1118965109
  • 査読あり
• [学会発表] Periodic cosmic - ray spikes at the Maunder Minimum indicated by the Be - 10 content in Greenland and Antarctic Ice cores (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Miyahara
  • 学会等名: Thirteenth International Solar Wind Conference
  • 発表場所: 米国(ハワイ)
  • 年月日: 2012-06-18
• [学会発表] Importance of heliospheric environment as a parameter to determine the multidecadal variations of terrestrial climate (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Miyahara
  • 学会等名: Thirteenth International Solar Wind Conference
  • 発表場所: 米国(ハワイ)
  • 年月日: 2012-06-18
• [学会発表] Probing the history of the Sun based on the reconstruction of solar cycle lengths (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Miyahara
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合
  • 発表場所: 幕張メッセ国際会議場(千葉県)
  • 年月日: 2012-05-22
• [図書] 太陽活動と地球:生命・環境をつかさどる太陽 (2012)
  • 著者名/発表者名: 上出洋介, 宮原ひろ子
  • 総ページ数: 296
  • 出版者: 丸善出版