南極氷床内陸積雪の気候シグナル形成の物理過程

2012 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 24241007
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 研究機関: 国立極地研究所
• 研究代表者: 藤田 秀二 国立極地研究所, 研究教育系, 准教授 (30250476)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• キーワード: 氷床コア / 南極氷床 / 気候変動 / フィルン / 変態

研究概要

フィルンの微細構造発達の調査として、結晶主軸方位分布・氷と空隙の幾何学形状・粒径・密度の計測を当初の目的とした.初年次である平成24年度に結晶主軸方位分布を主として計測することとしていた.しかし、製造会社による開発の予期せぬ遅れが発生し、結晶主軸方位分布の計測は２年次に持ち越し、最終的には、平成26年3月に調達した.それでも、既存の各種の計測手法を用いることによって、南極氷床内陸積雪の気候シグナル形成の物理過程にかかる実質の計測をすすめた.これまでに極域で採取した試料やデータの資源を活用し、計測手法群を駆使して約100m深のフィルンコアや氷床表面雪氷試料の物理的特徴を抽出し、データ解析と考察を実施し、計測にフィードバックをかける作業を繰り返している.研究代表者が主導しているが、内外のアイスコアの研究者と密接な連携が前提とし、研究情報の交換をしながら研究を推進している.主として使用した既存の計測機器やノウハウとしては、① 開放型マイクロ波共振器を用いた誘電率テンソルの計測、② ガンマ線透過法を利用した高空間分解能密度計測、③ 近赤外光学反射ラインスキャン計測、④ 複素誘電率連続計測である.フィルンの３次元幾何構造の研究には、Ｘ線吸収μトモグラフィの活用が重要な情報をもたらすが、本研究では、結晶主軸方位計測装置の開発の遅れから、Ｘ線吸収μトモグラフィの計測も延期した.平成24年度の研究代表者のアクションを以下に要約する.
(1)南極氷床で採取した雪氷試料に対し、各種計測手法を用いた計測.データを揃える作業をすすめた.
(2)連携研究者も含めデータ検討を実施し、それ以降の計測プランへのフィードバック
(3)国内外の学会で研究経過を関連研究者に示し議論.関連した６編の論文を出版したほか、国内および国際学会・研究会で計８件の発表をおこなった.

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

製造会社による開発の予期せぬ遅れが発生し、結晶主軸方位分布の調達は２年次に持ち越した.この点に関しては１年遅れた.しかしながら、既存の研究試料と装置系を用いたデータ取得と蓄積、それに考察にかかる作業は着実に行い、研究成果の発表を続けている.フィルンの物理特性を用いて、南極氷床内陸積雪の気候シグナル形成の物理過程にかかる重要なデータを得つつある.この点で、全体としての進捗は、おおむね順調と自己評価する.

今後の研究の推進方策

本計画がもつリスクとしては、装置系整備・運用にかかる何らかハードウェアの支障を想定してきた.大量の試料を、多種の手法で計測し、データ解析と考察から如何に課題を解決するかというタイプの研究であるため、装置系や計測の流れを最適化し、如何に効率的な研究を構築できるかという点がキーになっている.研究代表者は、開発洗練や運用には習熟しており、また、計測に用いる試料は既に取得済のものである．このため、これまでのところ装置の開発遅れに影響は小さい.今後、結晶主軸方位計測装置の開発を確実におこなうほか、 万一機器が故障した場合には、機器レンタル利用の方策をとる．

研究成果

• [雑誌論文] Bedmap2: improved ice bed, surface and thickness datasets for Antarctica (2013)
  • 著者名/発表者名: Fretwell, P. and others
  • 雑誌名: The Cryosphere 巻: 7 ページ: 375-393
  • DOI: 10.5194/tc-7-375-2013
  • 査読あり
• [雑誌論文] Radar diagnosis of the subglacial conditions in Dronning Maud Land, East Antarctica (2012)
  • 著者名/発表者名: Fujita, S., Holmlund, P., Matsuoka, K., Enomoto, H., Fukui, K., Nakazawa, F., Sugiyama, S., and Surdyk, S.
  • 雑誌名: The Cryosphere 巻: 6 ページ: 1203-1219
  • DOI: 10.5194/tc-6-1203-2012
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rapid development of anisotropic ice-crystal-alignment fabrics inferred from englacial radar polarimetry, central west antarctica (2012)
  • 著者名/発表者名: Matsuoka, K., Power, D., Fujita, S., and Raymond, C. F.
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research-Earth Surface 巻: 117 (16) ページ: F03029
  • DOI: 10.1029/2012jf002440
  • 査読あり
• [雑誌論文] The rates of sea salt sulfatization in the atmosphere and surface snow of inland antarctica (2012)
  • 著者名/発表者名: Iizuka, Y., Tsuchimoto, A., Hoshina, Y., Sakurai, T., Hansson, M., Karlin, T., Fujita, K., Nakazawa, F., Motoyama, H., and Fujita, S.
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research-Atmospheres 巻: 117 ページ: D04308
  • DOI: 10.1029/2011jd016378
  • 査読あり
• [雑誌論文] Formation and metamorphism of stratified firn at sites located under spatial variations of accumulation rate and wind speed on the East Antarctic ice divide near Dome Fuji (2012)
  • 著者名/発表者名: Fujita, S., Enomoto, H., Fukui, K., Iizuka, Y., Motoyama, H., Nakazawa, F., Sugiyama, S., and Surdyk, S.
  • 雑誌名: The Cryosphere Discuss. 巻: 6 ページ: 529-539
  • DOI: 10.5194/tcd-6-1205-2012
  • 査読あり
• [雑誌論文] Snow density along the route traversed in the Japanese-Swedish Antarctic Expedition 2007/08 (2012)
  • 著者名/発表者名: Shin Sugiyama, Hiroyuki Enomoto,Shuji Fujita, Kotaro Fukui, Fumio Nakazawa, Per Holmlund, Sylviane Surdyk
  • 雑誌名: Journal of Glaciology 巻: 58 ページ: 529-539
  • DOI: 10.3189/2012JoG11J201
  • 査読あり
• [学会発表] Some comments on siting the very old ice drilling in East Antarctica - In case of Dronning Maud Land - (2012)
  • 著者名/発表者名: Shuji Fujita
  • 学会等名: IPICS oldest ice workshop
  • 発表場所: Toulon, France
  • 年月日: 20121006-20121007
• [学会発表] Evolution of the anisotropic structure of ice and pore spaces in firn at NEEM (2012)
  • 著者名/発表者名: Shuji Fujita, Motohiro Hirabayashi, Kumiko Azuma, James Zheng and Dorthe Dahl-Jensen
  • 学会等名: International Partnerships in Ice Core Sciences FIRST OPEN SCIENCE CONFERENCE
  • 発表場所: Giens, France
  • 年月日: 20121001-20121005
• [学会発表] Subglacial Environments in Dronning Maud Land, East Antarctica (2012)
  • 著者名/発表者名: S Fujita, P Holmlund, K. Matsuoka, H. Enomoto, K. Fukui, F. Nakazawa, S. Sugiyama
  • 学会等名: IPY 2012 Conference Montreal From Knowledge to Action
  • 発表場所: Montreal, Canada
  • 年月日: 20120422-20120427
• [学会発表] Spatial and Temporal Variability of Snow Accumulation on East Antarctic Ice Divide between Dome Fuji and EPICA DML (2012)
  • 著者名/発表者名: Fujita, S. and others
  • 学会等名: IPY 2012 Conference Montreal From Knowledge to Action
  • 発表場所: Montreal, Canada
  • 年月日: 20120422-20120427
• [学会発表] ドームふじ南2010浅層コアの物理詳細層位について、計測速報および、ドームふじ1993 コアならびにNEEM地点のフィルンとの比較
  • 著者名/発表者名: 藤田秀二
  • 学会等名: 国立極地研究所研究集会「極域からさぐる第四紀の地球気候変動史」
  • 発表場所: 国立極地研究所
• [学会発表] ドームふじコアとEPICAドームCコアの火山タイポイントデータセットの作成、および、２地点の堆積量比率の過去22万年の変遷
  • 著者名/発表者名: 藤田秀二
  • 学会等名: 国立極地研究所研究集会「極域からさぐる第四紀の地球気候変動史」
  • 発表場所: 国立極地研究所
• [学会発表] Radar diagnosis of the subglacial conditions in Dronning Maud Land, East Antarctica - a site survey for drilling the oldest ice -
  • 著者名/発表者名: 藤田秀二
  • 学会等名: 第三回極域科学シンポジウム横断セッション「海・陸・氷床から探る後期新生代の南極寒冷圏環境変動」
  • 発表場所: 国立国語研究所 講堂
• [学会発表] 東南極ドームふじ近傍の分水界での堆積量と風速の空間変化のなかでの３地点におけるフィルン積層構造の生成と変態
  • 著者名/発表者名: 藤田秀二, 榎本浩之, 福井幸太郎, 飯塚芳徳, 本山秀明, 中澤文男, 杉山慎, スーディクスィルヴィアン
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合大会2012
  • 発表場所: 千葉県 幕張メッセ
• [備考] 研究者情報
  • URL: http://researchmap.jp/s_fujita/
• [備考] ドームふじアイスコアコンソ-ティアム Dome Fuji Ice Core Consortium
  • URL: http://polaris.nipr.ac.jp/~icc/NC/htdocs/
• [備考] 東南極内陸部で、氷床と大陸岩盤の界面の大部分に融解水があることが判明
  • URL: http://www.nipr.ac.jp/info/notice/20121029.html