アミノ酸の放射性炭素年代による堆積物年代測定法の確立

2015 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 25247092
• 研究機関: 国立研究開発法人海洋研究開発機構
• 研究代表者: 大河内 直彦 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 生物地球化学研究分野, 分野長 (00281832)
• 研究分担者: 米田 穣 東京大学, 総合研究博物館, 教授 (30280712)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: 放射性炭素年代

研究実績の概要

海底堆積物の詳細な年代測定は通常，炭酸カルシウム殻化石を用いて行われてきた。しかし，世界の海底堆積物の約半分はこの炭酸カルシウム殻化石がほとんど含まれておらず，いまだ年代決定は容易ではない。そこで本研究では，堆積物中に含まれるアミノ酸の放射性炭素年代を用いた年代測定法を構築することを目的とした。
まず様々な実験法を試した後，天然試料中から抽出された個々のアミノ酸を単離・精製するためには，高速液体クロマトグラフィー（HPLC）による分離と分取コレクターを用いた単離が最も適切であることを明らかにした。しかしアミノ酸標品を用いた実験によると，単離されたアミノ酸にはまだカラム・ブリードに起因する汚染物質が含まれている。それらを取り除く精製過程として再結晶化法が有効であることを明らかにした。
一方で，精製されたアミノ酸量は通常微量であるため，100 μgC以下での微量放射性炭素年代測定は必須である。そのためにバックグラウンドを0.5 μgC以下に下げるなど，微量放射性炭素年代技術を確立した。これら新規に開発した技術をもとに，年代があらかじめわかっている各種天然物（動物骨等）中からアミノ酸を単離・精製し，その放射性炭素年代測定を実施した。測定結果は，予測された年代と極めて良い一致を示し，この方法論が天然物の年代測定に応用できることを示した。
以上本研究では，未知堆積物試料への応用には至らなかったものの，堆積物中のアミノ酸の単離・精製，そしてそれに引き続く放射性炭素年代測定の技術を確立することに成功した。この方法論は，今後の古気候変動研究の下支えとなり，古気候研究の発展を促す起爆剤となるだろう。

現在までの達成度 (段落)

27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

27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] Widespread collapse of the Ross Ice Shelf during the late Holocene. (2016)
  • 著者名/発表者名: Yokoyama, Y., Anderson, J. B., Yamane, M., Simikins, L. M., Miyairi, Y., Yamazaki, T., Koizumi, M., Suga, H., Kusahara, K., Prothro, L., Hasumi, H., Southon, J. R., and Ohkouchi, N.
  • 雑誌名: Proceedings of National Academy of Science, USA 巻: 113 ページ: 2354-2359
  • DOI: doi/10.1073/pnas.1516908113
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Chlorophyll a specific Δ14C, δ13C, and δ15N values in stream periphyton: implications for aquatic food web studies. (2015)
  • 著者名/発表者名: Ishikawa, N. F., Yamane, M., Suga, H., Ogawa, N. O., Yokoyama, Y., and Ohkouchi, N.
  • 雑誌名: Biogeosciences 巻: 12 ページ: 6781-6789
  • DOI: doi:10.5194/bg-12-6781-2015
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Varying responses to Indian monsoons during the past 220 kyr recorded in deep-sea sediments in inner and outer regions of the Gulf of Aden (2015)
  • 著者名/発表者名: Isaji, Y., Kawahata, H., Ohkouchi, N., Ogawa, N. O., Murayama, M., Inoue, K., and Tamaki, K.
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research-Ocean 巻: 120 ページ: 7253-7270
  • DOI: doi:10.1002/2015JC010982
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Terrestrial environmental changes around the Gulf of Aden over the last 210 kyr deduced from the sediment n-alkane record: Implications for the dispersal of Homo sapiens. (2015)
  • 著者名/発表者名: Isaji, Y., Kawahata, H., Ohkouchi, N., Murayama, M., and Tamaki, K.
  • 雑誌名: Geophysical Research Letters 巻: 42 ページ: 1880-1887
  • DOI: doi:10.1002/2015GL063196
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Sources of dissolved organic carbon in two headwater streams with different bedrock geology: constraints from dual carbon isotopes. (2015)
  • 著者名/発表者名: Ishikawa, N. F, Tayasu, I., Yamane, M., Yokoyama, Y., Sakai, S., and Ohkouchi, N.
  • 雑誌名: Radiocarbon 巻: 57 ページ: 439-448
  • DOI: 10.2458/azu_rc.57.18348
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Widening the application of compound-specific isotope analysis to less volatile molecules (2016)
  • 著者名/発表者名: Ohkouchi, N.
  • 学会等名: Goldschmidt Conference
  • 発表場所: Pacifico Yokohama, Yokohama, Kanagawa
  • 年月日: 2016-06-29
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Compound-specific radiocarbon analysis (CSRA) as a chronological tool for Antarctic margin sediments : An update (2015)
  • 著者名/発表者名: Ohkouchi, Y Yokoyama, M Yamane, H Suga, T Nagata, TI Eglinton
  • 学会等名: NIPR Symposium
  • 発表場所: National Institute of Polar Research, Tachikawa, Tokyo
  • 年月日: 2015-11-17
  • 国際学会
• [学会発表] Organic Molecules as tools for Quaternary paleoclimatology (2015)
  • 著者名/発表者名: Ohkouchi, N.
  • 学会等名: XIX INQUA Congress
  • 発表場所: The Nagoya Congress Center, Nagoya, Aichi
  • 年月日: 2015-07-27
  • 国際学会 / 招待講演
• [図書] 地球の履歴書 (2015)
  • 著者名/発表者名: 大河内直彦
  • 総ページ数: 218
  • 出版者: 新潮選書