| 研究課題/領域番号 |
24221002
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| 研究種目 |
基盤研究(S)
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
佐野 有司 東京大学, 大気海洋研究所, 教授 (50162524)
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| 研究分担者 |
白井 厚太朗 東京大学, 大気海洋研究所, 助教 (70463908)
高畑 直人 東京大学, 大気海洋研究所, 助教 (90345059)
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| 研究期間 (年度) |
2012-05-31 – 2017-03-31
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| キーワード | 環境変動 / 海洋科学 / 地球化学 |
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| 研究概要 |
我々は海洋環境の復元を目標に、合成した炭酸カルシウム試料や、有孔虫、シャコガイなどの生物起源炭酸塩の微量元素を高解像度で分析した。海底コアから採集した浮遊性有孔虫殻を1マイクロメートル解像度で分析した結果は、マグネシウムに特徴的な周期パターンを示し、有孔虫の鉛直移動史、もしくは、生理学的なサイクルを反映していることが示唆された。化石シャコガイについては、放射性炭素年代で生息年代を特定した後、ストロンチウム/カルシウム比を2マイクロメートル解像度で分析した。この結果、日周期と見られる20マイクロメートル間隔の周期変動パターンを示した。現世の試料の結果では、ストロンチウム/カルシウム比が日射量の変化を反映していることが示唆されている。化石試料と現世試料は同様の振幅と濃度比を示したため、化石試料でも現世の試料と同じ換算式を用いて、試料が生息していた当時の日射量を復元できる可能性が高まった。これらの成果を、複数の研究集会で発表した。また、得られた知見を背景に、総合論文を執筆し、海洋化学研究に投稿した。有孔虫試料については、コアの試料では生息当時の海洋環境が不明なため、水温やpHが記載されている、プランクトンネットで採集した試料の提供を受けており、現在、有機物処理を行った後、種の特定を急いでいる。また、有孔虫・サンゴ・シャコガイを飼育下で同位体ラベルする準備も進めている。過去の海水中の炭酸イオンの推定を目的とした研究では、海成炭酸塩に含まれるフッ素の濃度を定量する必要がある。このため、合成した炭酸カルシウム試料を電子プローブマイクロアナライザ（EPMA）で分析し、塩素とフッ素の定量値を出すのに成功した。同様の方法で、結晶性の高い天然の炭酸カルシウム試料を準備したほか、高圧を作り出すピストンシリンダーを購入し、調整を始めた。
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| 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
8月と12月から特任研究員2名を採用し、表面分析に必要な標準試料の作成に着手した。これにより、塩素、フッ素の濃度はEPMAで定量できる状態になった。一方、二次元高分解能二次イオン質量分析計(NanoSIMS)のイオン源が経年劣化して放電を起こしたので補修のため、相当の時間を費やした。限られたマシンタイムの中で天然試料の微量元素分析を行い、その結果を学会にて発表した。有孔虫やサンゴの飼育実験については協力研究機関との調整などがあり、本年度には実現しなかったが、次年度の実施に備えて、研究打ち合わせを進めている。高圧ピストンシリンダーについては、来年度の稼働を予定している。
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| 今後の研究の推進方策 |
標準試料の作成や二次元高分解能二次イオン質量分析計(NanoSIMS)の分析条件の確立と並行して、飼育実験による実証的な研究を推進する。具体的には有孔虫・サンゴ・シャコガイについて、JAMSTECや静岡大学などの研究機関と共同して、飼育実験を行い、同位体のラベルを行う。これにより、飼育期間に成長した殻の詳細な時間軸を設定する。試料の同位体分析は、大気海洋研究所のNanoSIMSを用いて行う。飼育した試料について、コントロールされた水質と殻の微量元素濃度を元に、生物鉱化作用における元素分配過程を無機化学的・生理学的に解明する。塩素やフッ素は、カルシウムを置換しないため、結晶格子の中での存在状態を理解する必要がある。面分析から元素の分布を調べ、ストイキオメトリーから推定を試みるほか、必要に応じてX線吸収微細構造分析なども組み合わせて検証を行う。
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