南極氷床コア高解像度大気組成分析に基づく退氷期における気候・海洋・氷床変動の解明

2015 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 26241011
• 研究機関: 国立極地研究所
• 研究代表者: 川村 賢二 国立極地研究所, 研究教育系, 准教授 (90431478)
• 研究分担者: 阿部 彩子 東京大学, 大気海洋研究所, 准教授 (30272537) ; 堀内 一穂 弘前大学, 理工学研究科, 助教 (00344614) ; 本山 秀明 国立極地研究所, 研究教育系, 教授 (20210099) ; 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): 2014-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: 南極ドームふじ氷床コア / 気候変動 / 環境変動 / 退氷期 / 氷期・間氷期サイクル / 古気候・古環境 / 海水準

研究実績の概要

平成27年度の研究概要を以下に述べる。
・メタン濃度の連続解析と詳細解析。メタン濃度の連続解析手法開発の総仕上げと洗練のため、グリーンランドで掘削されたアイスコアの実試料100ｍ以上の分析を成功裏に実施した。また、国立極地研究所の分析システムを用いて完新世のアイスコアを詳細に分析し、そのうちグリーンランドのデータをオレゴン州立大学による分析結果と比較したところ、100年スケールの細かい変動までよく一致する結果が得られた。
・アイスコアの年代決定。前年度に開始したドームふじコアとドームCコアの年代同期は論文化が完了した。その結果から示唆された、ドームふじコアのO2/N2年代の一部で誤差が大きい可能性を調査し改良するため、8万年前から15万年前についてO2/N2の分析を開始した。-50℃で20年間の長期保存を経たコアからのガスの抜けを探るべく、試料表面の削り落としの厚みを変えた実験を実施し、削り厚が10ｍｍ以上であれば再現性の高い良好な分析結果が得られることが分かった。1000年間隔の分析を終えたところ、O2/N2と日射との相関が過去のデータより圧倒的に高い結果を得た。
・希ガスによる海水温の復元。測定した最終退氷期のクリプトン及びキセノンの濃度に基づいて、海水温を復元する手法の開発を実施した。特に、これらのガスが氷床に取り込まれる際の重力分離の補正方法について、重い希ガスの同位体比測定を利用した方法や、フィルンの圧密・熱拡散モデルの結果を利用した補正方法が有効である可能性について検討した。
・数値モデルでは、異なる背景気候における千年スケール変動の実態を長期積分により計算し、古気候記録との対応関係について検討した。これに伴い、退氷期の気候変動と千年スケール変動との関連を調査するためドームふじコアとドームCコアの水同位体データを解析し、変動の頻度と平均気候状態の関連を詳細に調査した。

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

概ね研究計画に沿って進捗している。
氷床コア分析については、メタン濃度の連続解析と詳細不連続解析が開始し、年代決定のためのO2/N2の分析も進捗した。いずれのデータも、開発した分析システムが国際的に優れていることを示している。希ガスと二酸化炭素の分析は若干遅れているものの、その他の項目の進捗を優先させたためであり、問題はない。
年代決定については、今年度に出版した論文で示唆されたドームふじコアの9万年付近における年代誤差について、年代精度向上に資するO2/N2データが得られた。長期保存した試料を用いたO2/N2の高精度分析は世界初である。年代計算の手法も完成し論文が出版された。
数値モデルについても順調に進捗し、特に、様々な背景気候における気候安定性についての実験を進めた。

今後の研究の推進方策

今後とも研究計画に沿って進めていく予定である。

研究成果

• [国際共同研究] スクリップス海洋研究所/オレゴン州立大学(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: スクリップス海洋研究所/オレゴン州立大学
• [国際共同研究] 氷河学・環境地球物理学研究所（LGGE）(フランス)
  • 国名: フランス
  • 外国機関名: 氷河学・環境地球物理学研究所（LGGE）
• [国際共同研究] コペンハーゲン大学(デンマーク)
  • 国名: デンマーク
  • 外国機関名: コペンハーゲン大学
• [雑誌論文] Multiple 10Be records revealing the history of cosmic-ray variations across the Iceland Basin excursion (2016)
  • 著者名/発表者名: Kazuho Horiuchi, Kanae Kamata, Shun Maejima, Sho Sasaki, Nobuyoshi Sasaki, Toshitsugu Yamazaki, Shuji Fujita, Hideaki Motoyama, Hiroyuki Matsuzaki
  • 雑誌名: Earth and Planetary Science Letters 巻: 440 ページ: 105-114
  • DOI: 10.1016/j.epsl.2016.01.034
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] A sequential Bayesian approach for the estimation of the age-depth relationship of the Dome Fuji ice core (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Nakano, K. Suzuki, K. Kawamura, F. Parrenin and T. Higuchi
  • 雑誌名: Nonlin. Processes Geophys. 巻: 23 ページ: 31-44
  • DOI: 10.5194/npg-23-31-2016
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Densification of layered firn of the ice sheet at Dome Fuji, Antarctica (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Fujita, K. Goto-Azuma, M. Hirabayashi, A. Hori, Y. Iizuka, Y. Motizuki, H. Motoyama and K. Takahashi
  • 雑誌名: J. Glaciol. 巻: 62 ページ: 103 - 123
  • DOI: 10.1017/jog.2016.16
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Interglacials of the last 800,000 years (2015)
  • 著者名/発表者名: A. Berger, M. Crucifix, D. A. Hodell, C. Mangili, J. F. McManus, B. Otto-Bliesner, K. Pol, D. Raynaud, L. C. Skinner, P. C. Tzedakis, E. W. Wolff, Q. Z. Yin, A. Abe-Ouchi, C. Barbante, V. Brovkin, I. Cacho, E. Capron, P. Ferretti, A. Ganopolski, J. O. Grimalt, B. Hoenisch, K. Kawamura et al. (他10名)
  • 雑誌名: Rev. Geophys. 巻: 54 ページ: 162-219
  • DOI: 10.1002/2015RG000482
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] On the occurrence of annual layers in Dome Fuji ice core early Holocene ice (2015)
  • 著者名/発表者名: A. Svensson, S. Fujita, M. Bigler, M. Braun, R. Dallmayr, V. Gkinis, K. Goto-Azuma, M. Hirabayashi, K. Kawamura, S. Kipfstuhl, H. A. Kjaer, T. Popp, M. Simonsen, J. P. Steffensen, P. Vallelonga, and B. M. Vinther
  • 雑誌名: Clim. Past 巻: 11 ページ: 1127-1137
  • DOI: 10.5194/cp-11-1127-2015
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Age of Matuyama-Brunhes boundary constrained by U-Pb zircon dating of a widespread tephra (2015)
  • 著者名/発表者名: Suganuma, Y., Okada, M., Horie, K., Kaiden, H., Takehara, M., Senda, R., Kimura, J.-I., Kawamura, K., Haneda, Y., Kazaoka, O., and Head, M.J.
  • 雑誌名: Geology 巻: 43 ページ: 491-494
  • DOI: 10.1130/G36625.1
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Volcanic synchronization of Dome Fuji and Dome C Antarctic deep ice cores over the past 216 kyr (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Fujita, F. Parrenin, M. Severi, H. Motoyama, and E. Wolff
  • 雑誌名: Clim. Past 巻: 11 ページ: 1-22
  • DOI: 10.5194/cp-11-1-2015
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Ice-sheet configuration in the CMIP5/PMIP3 Last Glacial Maximum experiments (2015)
  • 著者名/発表者名: Abe-Ouchi, A., Saito, F., Kageyama, M., Braconnot, P., Harrison, S.P., Lambeck, K., Otto-Bliesner, B.L., Peltier, W.R., Tarasov, L., Peterschmitt, J.-Y., Takahashi, K.
  • 雑誌名: Geoscientific Model Development 巻: 8 ページ: 3621-3637
  • DOI: 10.5194/gmd-8-3621-2015
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Global deep ocean oxygenation by enhanced ventilation in the Southern Ocean under long-term global warming (2015)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto, A., Abe-Ouchi, A., Shigemitsu, M., Oka, A., Takahashi, K., Ohgaito, R., Yamanaka, Y.
  • 雑誌名: Global Biogeochemical Cycles 巻: 29 ページ: 1801-1815
  • DOI: 10.1002/2015GB005181
  • 査読あり
• [雑誌論文] Role of Southern Ocean stratification in glacial atmospheric CO2 reduction evaluated by a three-dimensional ocean general circulation model (2015)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi, H., Abe-Ouchi, A., Oka, A.
  • 雑誌名: Paleoceanography 巻: 30 ページ: 1202-1216
  • DOI: 10.1002/2015PA002786
  • 査読あり
• [雑誌論文] Modelling the Antarctic marine cryosphere at the Last Glacial Maximum (2015)
  • 著者名/発表者名: Kusahara, K., Sato, T., Oka, A., Obase, T., Greve, R., Abe-Ouchi, A., Hasumi, H.
  • 雑誌名: Annals of Glaciology 巻: 56 ページ: 425-435
  • DOI: 10.3189/2015AoG69A792
  • 査読あり
• [学会発表] Role of Stationary wave feedback in shaping the glacial ice sheets (2015)
  • 著者名/発表者名: A. Abe-Ouchi , F. Saito and K. Takahashi
  • 学会等名: American Geophysical Union 2015 Fall Meeting
  • 発表場所: San Francisco, USA
  • 年月日: 2015-12-14 – 2015-12-18
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] How and when to terminate the Pleistocene ice ages? (2015)
  • 著者名/発表者名: A. Abe-Ouchi, K. Takahashi, F. Saito, K. Kawamura, M. Raymo, J. Okuno, H. Blatter.
  • 学会等名: American Geophysical Union 2015 Fall Meeting
  • 発表場所: San Francisco, USA
  • 年月日: 2015-12-14 – 2015-12-18
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Continuous CH4 measurements with the NIPR CFA system (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Kawamura, R. Dallmayr, K. Kitamura, V. Gkinis, R. Rhodes, M. Hirabayashi, K. Hayashi, J. Ogata, K. Goto-Azuma
  • 学会等名: 第6回極域科学シンポジウム
  • 発表場所: 国立極地研究所、立川
  • 年月日: 2015-11-19 – 2015-11-19
  • 国際学会
• [学会発表] 堀内賞受賞記念講演：極域氷床コア及びフィルン空気を基にした過去の大気組成・気候の復元と変動メカニズムの研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 川村賢二
  • 学会等名: 日本気象学会2015年秋季大会
  • 発表場所: 京都テルサ、京都
  • 年月日: 2015-10-29 – 2015-10-29
  • 招待講演
• [学会発表] アイスコアの空気抽出・分析技術における最近の進展 (2015)
  • 著者名/発表者名: 川村賢二, 北村享太郎, Remi Dallmayr, 東久美子, 青木周司, 中澤高清
  • 学会等名: 日本気象学会2015年秋季大会
  • 発表場所: 京都テルサ、京都
  • 年月日: 2015-09-28 – 2015-09-28
• [学会発表] アイスコアから見る過去8回の氷期サイクルにおける気候の不安定性と平均状態の関係 (2015)
  • 著者名/発表者名: 川村賢二,ドームふじ氷床コア研究プロジェクト
  • 学会等名: 雪氷研究大会
  • 発表場所: 信州大学、松本
  • 年月日: 2015-09-13 – 2015-09-16
• [学会発表] Relationship between climatic variability and mean climatic state over the past eight glacial cycles (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Kawamura, H. Motoyama, A. Abe-Ouchi, Dome Fuji Ice Core Project Members
  • 学会等名: XIX INQUA Congress
  • 発表場所: Nagoya Congress Center, Nagoya
  • 年月日: 2015-08-01 – 2015-08-01
  • 国際学会
• [学会発表] How does interglacial ice sheet and climate depend on glacial termination and insolation? (2015)
  • 著者名/発表者名: A. Abe-Ouchi, K. Takahashi, F. Saito, K. Kawamura, M. Raymo, J. Okuno, H. Blatter
  • 学会等名: XIX INQUA Congress
  • 発表場所: Nagoya Congress Center, Nagoya
  • 年月日: 2015-07-26 – 2015-08-02
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Modelling perspective on the Importance of Antarctic ocean and ice sheet under glacial condition and Pliocene warm condition (2015)
  • 著者名/発表者名: A. Abe-Ouchi, R. Ohgaito, K. Takahashi, F. Saito, T. Obase , S. Sherriff-Tadano, A. Oka, K. Kawamura
  • 学会等名: XIX INQUA Congress
  • 発表場所: Nagoya Congress Center, Nagoya
  • 年月日: 2015-07-26 – 2015-08-02
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] State dependence of climatic instability from long Antarctic ice-core records and climate modelling (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Kawamura, Dome Fuji Ice Core Project Members
  • 学会等名: 26th IUGG 2015 General Assembly
  • 発表場所: Prague, Czech Republic
  • 年月日: 2015-06-25 – 2015-06-25
  • 国際学会
• [学会発表] Towards understanding and modeling the atmosphere-ocean-ice sheet system of Glacial-Interglacial cycles (2015)
  • 著者名/発表者名: Ayako Abe-Ouchi, Fuyuki Saito, Kunio Takahashi, Rumi Ohgaito, Kenji Kawamura, Sam Sherriff-Tadano, Masakazu Yoshimori, Julia Hargreaves and Maureen E. Raymo
  • 学会等名: IUGG General Assembly 2015
  • 発表場所: Prague, Czech Republic
  • 年月日: 2015-06-22 – 2015-07-03
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] アイスコアを中心とした南極気候・氷床研究の現状と展望 (2015)
  • 著者名/発表者名: 川村賢二, 阿部彩子, 藤田秀二, 東久美子, 本山秀明, 植村立, 飯塚芳徳
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2015年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ, 幕張
  • 年月日: 2015-05-27 – 2015-05-27
  • 招待講演
• [学会発表] アイスコアからみる過去8回の氷期サイクルにおける気候安定性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 川村 賢二, ドームふじ氷床コア研究プロジェクト
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2015年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ、幕張
  • 年月日: 2015-05-26 – 2015-05-26
• [学会発表] 南極氷床と気候の変動及び相互作用の理解にむけて (2015)
  • 著者名/発表者名: 川村賢二, 杉山慎, 飯塚芳徳
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2015年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ、幕張
  • 年月日: 2015-05-26 – 2015-05-26
• [学会発表] 南極ドームふじコアとドームCコア間の過去21万6千年間の火山同期 (2015)
  • 著者名/発表者名: 藤田 秀二, Parrenin F., Severi M., Motoyama H., Wolff E.
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2015年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ、幕張
  • 年月日: 2015-05-26 – 2015-05-26
  • 招待講演
• [学会発表] Stable relationship between climatic stability and mean climatic state over the past eight glacial cycles (2015)
  • 著者名/発表者名: Kenji Kawamura, on behalf of Dome Fuji Ice Core Project members
  • 学会等名: 4th International Symposium on Arctic Research
  • 発表場所: Toyama International Conference Center, Toyama
  • 年月日: 2015-04-28 – 2015-04-28
  • 国際学会
• [学会発表] Past atmospheric krypton and xenon over the last 24,000 years from trapped air in polar ice cores: A potential constraint on mean ocean temperature (2015)
  • 著者名/発表者名: Kenji Kawamura, Jeffrey P. Severinghaus, Daniel Baggenstos, Anais Orsi, Christo Buizert, Shuji Aoki, and Takakiyo Nakazawa
  • 学会等名: EGU General Assembly 2015
  • 発表場所: Vienna, Austria
  • 年月日: 2015-04-14 – 2015-04-14
  • 国際学会
• [備考] ドームふじアイスコアコンソーシアム
  • URL: http://polaris.nipr.ac.jp/~icc/NC/htdocs/
• [備考] リサーチマップ（川村賢二）
  • URL: http://researchmap.jp/read0210571/