過去4万年間の宇宙線強度変動・太陽圏構造と地球環境変動

2014 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 25287051
• 研究機関: 武蔵野美術大学
• 研究代表者: 宮原 ひろ子 武蔵野美術大学, 造形学部, 専任講師 (00532681)
• 研究分担者: 堀内 一穂 弘前大学, 理工学研究科, 助教 (00344614) ; 櫻井 敬久 山形大学, 学内共同利用施設等, 教授 (60150265) ; 草野 完也 名古屋大学, 太陽地球環境研究所, 教授 (70183796)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: 宇宙線 / 太陽活動 / 太陽圏 / 気候変動 / 宇宙気候学

研究実績の概要

本研究では、太陽活動の11年～2000年スケールの変動に伴う銀河宇宙線の強度変動および太陽圏環境の変動を明らかにすることを目的としている。また、宇宙線変動が気候システムに及ぼす影響とそのプロセスを明らかにすることを目的としている。そのため、樹木年輪中の宇宙線生成核種・炭素14および南極氷床コア中の宇宙線生成核種・ベリリウム10の分析に加えて、樹木年輪中の安定同位体の分析を進めている。また、宇宙線が気候に作用する詳細なプロセスをトレースするため、気象データの解析も併せて進めている。
本年度は、2万年前、4万年前の樹木年輪について重点的に試料調整を進め、加速器質量分析計を用いて炭素14濃度の単年分解能での分析を開始した。また、2600年前の太陽活動極小期、17世紀のマウンダー極小期、西暦1859年のキャリントンフレアーに対応する年輪についても炭素14濃度の分析を進めた。そのほか、3万年前付近を対象に、40年の時間分解能で南極氷床コア中のベリリウム10濃度の分析を進めた。
また、宇宙線変動に対する気候応答を吟味するため、屋久杉中の安定同位体についても分析を進めた。酸素18と炭素13について、過去1800年間の変動を概ねカバーするデータを得た。
そのほか、加速器質量分析計による炭素14濃度分析のさらなる高精度化に向けた基礎研究および解析コードの開発を行った。

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

加速器質量分析計および安定同位体質量分析計は順調に動いており、また測定手法の改良により高精度化も達成できつつある。また、気候モデル実験についても順調に進んでいる。

今後の研究の推進方策

H27年度も引き続き樹木年輪中の炭素14濃度および氷床コア中のベリリウム10濃度のデータの取得を進める。安定同位体データとの比較から、宇宙線気候変動に対する気候応答について地域差およびプロセスを明らかにする。

次年度使用額が生じた理由

炭素14の分析試料数に変更が生じたため。

次年度使用額の使用計画

炭素14分析のための加速器質量分析計使用料として用いる。

研究成果

• [雑誌論文] Cosmic ray event of AD 774-775 shown in quasi-annual 10Be data from the Antarctic Dome Fuji ice core (2015)
  • 著者名/発表者名: Fusa Miyake, Asami Suzuki, Kimiaki Masuda, Kazuho Horiuchi, Hideaki Motoyama, Hiroyuki Matsuzaki, Yuko Motizuki, Kazuya Takahashi, Yoichi Nakai
  • 雑誌名: Geophysical Researrch Letters 巻: 42 ページ: 84-89
  • DOI: 10.1002/2014GL062218
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 太陽活動に伴う宇宙線変動と気候変動 (2014)
  • 著者名/発表者名: 宮原ひろ子
  • 雑誌名: プラズマ・核融合学会誌 巻: 90 ページ: 122-127
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Biological nitrate utilization in south Siberian lakes (Baikal and Hovsgol) during the last glacial period: the influence of climate changes on primary productivity. (2014)
  • 著者名/発表者名: Fumiko Watanabe Nara, Takahiro Watanabe, Takeshi Kakegawa, Koji Minoura, Akio Imai, Nathalie Fagel, Kazuho Horiuchi, Toshio Nakamura, Takayoshi Kawai
  • 雑誌名: Quaternary Science Reviews 巻: 90C ページ: 69-79
  • DOI: 10.1016/j.quascirev.2014.02.014
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 太陽活動変動の中部日本乾湿環境への影響評価 (2014)
  • 著者名/発表者名: 坂下渉, 横山祐典, 宮原ひろ子, 山口保彦, 阿瀬貴博, 中塚武
  • 雑誌名: 第16回 AMSシンポジウム報告集 巻: 1 ページ: 72-75
• [雑誌論文] Coronal behavior before the large flare onset (2014)
  • 著者名/発表者名: Imada, Shinsuke, Bamba, Yumi, and Kusano, Kanya
  • 雑誌名: Publ. Astron. Soc. Japan 巻: (advanced publication) ページ: 1-11
  • DOI: 10.1093/pasj/psu092
  • 査読あり
• [雑誌論文] 宇宙気候学の現状と課題 (2014)
  • 著者名/発表者名: 草野完也
  • 雑誌名: プラズマ・核融合学会誌 巻: 90 ページ: 107
  • 査読あり
• [雑誌論文] 太陽活動と地球環境変動 (2014)
  • 著者名/発表者名: 草野完也
  • 雑誌名: プラズマ・核融合学会誌 巻: 90 ページ: 112
  • 査読あり
• [雑誌論文] 宇宙気候学の将来展望 (2014)
  • 著者名/発表者名: 草野完也
  • 雑誌名: プラズマ・核融合学会誌 巻: 90 ページ: 146
  • 査読あり
• [学会発表] 樹木年輪中炭素14濃度の高精度分析による宇宙線22年周期変動の検出について (2015)
  • 著者名/発表者名: 宮原ひろ子, 門叶冬樹, 加藤和浩, 横山祐典, 堀内一穂
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 早稲田大学
  • 年月日: 2015-03-22
• [学会発表] 地球気候変動に影響を与える 太陽放射スペクトルの変動機構の解明 (2015)
  • 著者名/発表者名: 草野完也
  • 学会等名: 太陽研究者連絡会シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2015-02-16 – 2015-02-18
  • 招待講演
• [学会発表] 太陽地球圏環境予測研究のねらい (2015)
  • 著者名/発表者名: 草野完也
  • 学会等名: シンポジウム「太陽地球圏環境予測」
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2015-01-13 – 2015-01-14
  • 招待講演
• [学会発表] Precessional control on productivity in the Western Pacific Warm Pool inferred from environmental magnetism (2015)
  • 著者名/発表者名: Toshitsugu Yamazaki and Kazuho Horiuchi
  • 学会等名: 2014年度古海洋・古気候に関するシンポジウム
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2015-01-06 – 2015-01-07
• [学会発表] 年輪中炭素14濃度の高精度分析による宇宙線の22年周期変動および太陽圏環境の復元 (2014)
  • 著者名/発表者名: 宮原ひろ子, 片岡龍峰, 横山祐典
  • 学会等名: 地球電磁気・地球惑星圏学会2014年秋学会
  • 発表場所: 信州大学
  • 年月日: 2014-11-02
• [学会発表] 最終氷期最盛期におけるユーラシア大陸内部の1000年周期気候変動 (2014)
  • 著者名/発表者名: 奈良郁子・渡邊隆広・掛川武・箕浦幸治・堀内一穂・宮原ひろ子・Stephen Obrochta・井上千弘・中村俊夫・河合崇欣
  • 学会等名: 日本第四紀学会
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2014-09-05 – 2014-09-09
• [学会発表] 宇宙線生成核種10Be：基礎と古地磁気学への応用およびその限界 (2014)
  • 著者名/発表者名: 堀内一穂
  • 学会等名: 研究集会「地磁気・古地磁気・岩石磁気学の最前線と応用」
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2014-09-03 – 2014-09-04
  • 招待講演
• [学会発表] Radiometric and stratigraphic dating using 26Al/10Be ratio in the Dome Fuji (Antarctica) ice core: a feasibility study (2014)
  • 著者名/発表者名: Kazuho Horiuchi, Tomoko Uchida, Ai Sugawara, Shoko Seino, Saya Matsuda, Hiroyuki Matsuzaki, and Hideaki Motoyama
  • 学会等名: The 13th International Conference on Accelerator Mass Spectrometry
  • 発表場所: Aix Marseille University
  • 年月日: 2014-08-25 – 2014-08-29
• [学会発表] Development of ultrasensitive 10Be analysis at MALT (2014)
  • 著者名/発表者名: Kazuho Horiuchi and Hiroyuki Matsuzaki
  • 学会等名: The 13th International Conference on Accelerator Mass Spectrometry
  • 発表場所: Aix Marseille University
  • 年月日: 2014-08-25 – 2014-08-29
• [学会発表] Induced nuclide Be-10, Al-26, and Na-22 in a granite core exposed by 160 GeV/c muon (2014)
  • 著者名/発表者名: Kurebayashi Yutaka, Sakurai Hirohisa, Takahashi Yui, Kikuchi Satoshi, Doshita Norihiro, Horiuchi Kazuho, Matsuzaki Hiroyuki, Sasaki Nobuyoshi, Ohe Ko, Sato Taiichi, Kondo Kaoru, Tokanai Fuyuki, Gunji Syuichi, Naoyoshi Iwata, Kazuo Nakashima, Masao Ban, Yasuhisa Tajima
  • 学会等名: The 13th International Conference on Accelerator Mass Spectrometry
  • 発表場所: Aix Marseille University
  • 年月日: 2014-08-25 – 2014-08-29
• [学会発表] 14C contents in early and late woods of annual tree rings after Carrington flare occurrence in September 1859 (2014)
  • 著者名/発表者名: Sakurai Hirohisa, Tokanai Fuyuki, Kato Kazuhiro
  • 学会等名: 第13回加速器質量分析国際会議
  • 発表場所: Aix - Marseille University
  • 年月日: 2014-08-24 – 2014-08-29
• [学会発表] New Ion Source and Graphitization Line of YU-AMS (2014)
  • 著者名/発表者名: Moriya Toru, Tokanai Fuyuki, Kato Kazuhiro, Sakurai Hirohisa, Toyoguchi Teiko, Kobayashi Takeshi, Konno Noboru, Shiraishi Tadashi, Miyahara Hiroko, Ohyama Motonari, Mitsutani Takumi
  • 学会等名: 第13回加速器質量分析国際会議
  • 発表場所: Aix - Marseille University
  • 年月日: 2014-08-24 – 2014-08-29
• [学会発表] マウンダー極小期の太陽磁場 サイクルに対する中部日本・台湾の気候応答 (2014)
  • 著者名/発表者名: 坂下 渉, 横山 祐典, 宮原 ひろ子, 阿瀬 貴博, 米延 仁志, 大山 幹成, 星野 安治, 中塚 武
  • 学会等名: 地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2014-04-28 – 2014-05-02
• [学会発表] ドームふじアイスコアから得られた長期10Be記録と宇宙線層序学 (2014)
  • 著者名/発表者名: 堀内一穂・須口翔太・須田健介・内田智子・阿瀬貴博・横山祐典・村松康行・松崎浩之・本山秀明
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2014-04-28 – 2014-05-02
  • 招待講演
• [学会発表] 最終退氷期から完新世初期にかけての南極氷床コア中の宇宙線生成核種36Cl/10Be比 (2014)
  • 著者名/発表者名: 笹公和・黒住和奈・末木啓介・高橋努・松四雄騎・戸崎裕貴・堀内一穂・内田智子・松崎浩之・本山秀明
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2014-04-28 – 2014-05-02
• [学会発表] マウンダー極小期における太陽圏環境と気候変動/最終氷期における太陽活動と気候変動 (2014)
  • 著者名/発表者名: 宮原ひろ子
  • 学会等名: 宇宙気候学に関する研究会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2014-04-03
  • 招待講演
• [図書] 地球の変動は宇宙で解明できるか ―太陽活動から読み解く地球の過去・現在・未来 (2014)
  • 著者名/発表者名: 宮原ひろ子
  • 総ページ数: 208
  • 出版者: 化学同人