酸素同位体比を用いた新しい木材年輪年代法の高度化に関する研究

2015 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 26244049
• 研究機関: 総合地球環境学研究所
• 研究代表者: 中塚 武 総合地球環境学研究所, 研究部, 教授 (60242880)
• 研究分担者: 木村 勝彦 福島大学, 共生システム理工学類, 教授 (70292448)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: 年輪年代法 / 酸素同位体比 / 樹木年輪 / セルロース / 日本

研究実績の概要

平成２７年度は、本研究の２年目に当たり、酸素同位体比年輪年代法の応用範囲の飛躍的拡大を図るために、日本各地で、年単位の樹木年輪酸素同位体比の標準変動曲線（マスタークロノロジー）の延伸と高精度化を実現すると共に、計１０か所以上に及ぶ、さまざまな時代の考古遺跡等からの出土材の年代決定への応用を進めた。
具体的には、青森県の古墳時代から中世にかけてのヒバ材（多数の埋没林および遺跡出土材）、秋田県の古代のスギ材（大仙市・払田柵の材木塀由来の材）、新潟県の弥生時代から中世にかけてのスギ材（各種遺跡の出土材）、三重県の弥生時代早期～前期のケヤキ材（河床埋没木）などの系統的な年輪酸素同位体比の分析と年代確定が進み、これまで「本州中部と屋久島における弥生時代中期以降」と「秋田県・福井県の縄文時代」に偏っていたマスタークロノロジーの時空間分布のバランスが大幅に改善した。
考古遺跡からの出土材の年代決定に関しては、福岡から青森までの各地のさまざまな遺跡から出土した木製品（板材、杭材、柱材など）や自然木の年単位での年代決定に成功した。その中では、弥生時代前期末の土器と共伴関係にある奈良県の遺跡の洪水砂中の立木の枯死年代や、弥生時代後期末の層序から見つかった大阪府の遺跡の流木の年代、古代の城柵の建築年代の特定につながる材木塀の柱材の伐採年代など、考古学や歴史学の知見を大きく前進させる数多くの成果が含まれている。
平成２７年度は、一方で、年輪数の少ない木材の酸素同位体比年輪年代決定の鍵となる酸素同位体比の年層内（季節）変動に関するデータの収集が進み、その気候・気象学的な理論的解析を進め、今後の年代決定への応用の準備を行った。

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

縄文時代から現在までの各時代において、全国各地のさまざまな地域から、樹木年輪資料を多数個ずつ取得し、その年輪セルロースの酸素同位体比の経年変動を測定することで、信頼度の高い年輪酸素同位体比のマスタークロノロジーを構築するという目標は、全国の多くの関係者（埋蔵文化財関係者、工事関係者、神代木を保管しておられる一般の方々等）の協力を得て、着実に達成しつつある。その一方で、年輪酸素同位体比の年層内（季節）変動の測定については、現生木を用いた近過去の試験的な取り組みの段階である。今後、早期に、先史時代の小径の杭材などの考古材への応用を始める必要がある。

今後の研究の推進方策

最終年度に当たる平成２８年度は、これまで通り全国各地のさまざまな時代から木材資料を収集し、年輪セルロース酸素同位体比のマスタークロノロジーの延伸・拡張と高精度化を更に進めると同時に、弥生時代の開始期や古墳時代の開始期など、歴史的に重要な画期を成すイベントの年代を、酸素同位体比を用いて、できるだけたくさん明らかにして、考古学への具体的かつ普遍的な貢献につなげたい。出土木材と共伴関係にある土器の暦年代も同時に決定できれば、より大きな考古学的インパクトがあるものと思われる。また、これまで現生木を対象にした「近世以降のセルロース酸素同位体比の季節変動の分析」で得られた知見を、先史時代の木材にも応用して、水田の杭材などのより小径の木材の年代決定にチャレンジする。

研究成果

• [国際共同研究] 中国科学院地球環境研究所/中国科学院地質与地球物理研究所/福州師範大学(中国)
  • 国名: 中国
  • 外国機関名: 中国科学院地球環境研究所/中国科学院地質与地球物理研究所/福州師範大学
  • 他の機関数: 4
• [国際共同研究] マヒドール大学(タイ)
  • 国名: タイ
  • 外国機関名: マヒドール大学
• [雑誌論文] 高分解能古気候データを用いた新しい歴史学研究の可能性 (2016)
  • 著者名/発表者名: 中塚 武
  • 雑誌名: 日本史研究 巻: 646 ページ: 3-18
  • 査読あり
• [雑誌論文] Inter- and intra-annual tree-ring cellulose oxygen isotope variability in response to precipitation in Southeast China. (2016)
  • 著者名/発表者名: Chenxi Xu, Huaizhou Zheng, Takeshi Nakatsuka, Masaki Sano, Zhen Li, Junyi Ge
  • 雑誌名: Trees - Structure and Function 巻: 30 ページ: 785-794
  • DOI: 10.1007/s00468-015-1320-2
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 八日市地方遺跡から発掘された木材の年輪セルロース酸素同位体比による年代決定 (2016)
  • 著者名/発表者名: 中塚 武・佐野雅規・村上由美子・許 晨曦
  • 雑誌名: 八日市地方遺跡発掘調査報告書 巻: ０ ページ: ０
• [雑誌論文] Potential utility of tree ring 18O series for reconstructing precipitation records from the lower reaches of the Yangtze River, southeast China (2016)
  • 著者名/発表者名: Chenxi Xu, Junyi Ge, Takeshi Nakatsuka, Liang Yi, Huaizhou Zheng, and Masaki Sano
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research-Atmosphere 巻: ０ ページ: ０
  • DOI: 10.1002/2015JD023610
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Relationship between early summer precipitation in Japan and the El Niño-Southern and Pacific Decadal Oscillations over the past 400 years (2016)
  • 著者名/発表者名: Wataru Sakashita, Yusuke Yokoyama, Hiroko Miyahara, Yasuhiko T. Yamaguchi, Takahiro Aze, Stephen P Obrochta, Takeshi Nakatsuka
  • 雑誌名: Quaternary International 巻: ０ ページ: ０
  • DOI: 10.1016/j.quaint.2015.05.054
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Assessment of sungkai tree-ring δ18O proxy for paleoclimate reconstruction in western Java, Indonesia (2016)
  • 著者名/発表者名: Mao Harada, Yumiko Watanabe, Takeshi Nakatsuka, Suyako Tazuru-Mizuno, Yoshiki Horikawa, Bambang Subiyanto, Junji Sugiyama, Toshitaka Tsuda, Takahiro Tagami
  • 雑誌名: Quaternary International 巻: ０ ページ: ０
  • DOI: 10.1016/j.quaint.2015.03.038
  • 査読あり
• [雑誌論文] 境塚遺跡出土井戸材の年輪年代 (2016)
  • 著者名/発表者名: 木村勝彦
  • 雑誌名: 境塚遺跡調査報告書（新潟県教育委員会） 巻: 0 ページ: 80-82
• [雑誌論文] 酸素同位体比がもたらす新しい考古学研究の可能性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 中塚 武
  • 雑誌名: 考古学研究 巻: 62 ページ: 17-30
• [雑誌論文] 稲沢市下津宿遺跡出土井戸枠の酸素同位体比年輪年代測定結果について (2015)
  • 著者名/発表者名: 樋上 昇・中塚 武・大石恭平
  • 雑誌名: 愛知県埋蔵文化財センター研究紀要 巻: 16 ページ: 49-68
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] The 225-year precipitation variability inferred from tree-ring records in Shanxi Province, the North China, and its teleconnection with Indian summer monsoon. (2015)
  • 著者名/発表者名: Qiang Li, Yu Liu, Takeshi Nakatsuka, Huiming Song, Danny McCarroll, Yinke Yang, Jun Qi
  • 雑誌名: Global and Planetary Change 巻: 132 ページ: 11-19
  • DOI: 10.1016/j.gloplacha.2015.06.005
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] A multi-proxy reconstruction of spatial and temporal variations in Asian summer temperatures over the last millennium. (2015)
  • 著者名/発表者名: Feng Shi, Quansheng Ge, Bao Yang, Jianping Li, Fengmei Yang, Fredrik Charpentier Ljungqvist, Olga Solomina, Takeshi Nakatsuka, Ninglian Wang, Sen Zhao, Chenxi Xu, Keyan Fang, Masaki Sano, Guoqiang Chu, Zexin Fan, Narayan P. Gaire, Muhammad Usama Zafar
  • 雑誌名: Climatic Change 巻: 131 ページ: 663-676
  • DOI: 10.1007/s10584-015-1413-3
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] A tree-ring cellulose δ18O-based July–October precipitation reconstruction since AD 1828, northwest Thailand. (2015)
  • 著者名/発表者名: Chenxi Xu, Nathsuda Pumijumnong, Takeshi Nakatsuka, Masaki Sano, Zhen Li
  • 雑誌名: Journal of Hydrology 巻: 529 ページ: 433-441
  • DOI: 10.1016/j.jhydrol.2015.02.037
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [学会発表] Analyses of Societal Adaptation to Climate Changes in the Past: Integrating Paleoclimatology with History and Archaeology in Japan (2016)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Nakatsuka
  • 学会等名: International Meeting of AJG (Association of Japanese Geographers) Study Group “History of Climate and Natural Disaster”
  • 発表場所: 東京都（早稲田大学）
  • 年月日: 2016-03-22
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 日本史における気候変動と歴史記録の対比～『日本書紀』の6世紀の記述を焦点として～ (2016)
  • 著者名/発表者名: 中塚 武
  • 学会等名: 日本書紀研究会1月例会
  • 発表場所: 京都市
  • 年月日: 2016-01-28
  • 招待講演
• [学会発表] Climate variations in East Asia and Japan during the last two millennia (2015)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Nakatsuka
  • 学会等名: ILTS International Symposium on Low Temperature Science
  • 発表場所: Sapporo, Hokkaido
  • 年月日: 2015-11-30 – 2015-12-02
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 奈良県中西遺跡の弥生時代の洪水砂層に埋没した森林の生態復元と年輪酸素同位体比分析による暦年代推定 (2015)
  • 著者名/発表者名: 尾本雄道・法井光輝・木村勝彦・石田朗・中塚武・岡田憲一・宮原晋一
  • 学会等名: 日本植生史学会2015年度大会
  • 発表場所: 北海道札幌市
  • 年月日: 2015-11-08
• [学会発表] Recent development of proxy-based annually-resolved paleoclimatological datasets during last two millennia in Asia and world (2015)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Nakatsuka
  • 学会等名: The Third Conference of East Asian Environmental History
  • 発表場所: Takamatsu, Kagawa
  • 年月日: 2015-10-22 – 2015-10-25
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 平城京造営期遺構からの出土切株材の年輪酸素同位体比による伐採年代測定 (2015)
  • 著者名/発表者名: 中塚 武、村上由美子、浦 蓉子、神野 恵、金田明大
  • 学会等名: 日本文化財科学会第32回大会
  • 発表場所: 東京都（東京学芸大学）
  • 年月日: 2015-07-11 – 2015-07-12
• [学会発表] 酸素同位体比年輪年代法の地球科学的応用の可能性と課題 (2015)
  • 著者名/発表者名: 中塚 武
  • 学会等名: 地球惑星連合2015年大会
  • 発表場所: 千葉市美浜区
  • 年月日: 2015-05-22 – 2015-05-26
  • 招待講演
• [学会発表] 樹木年輪による高分解能古気候復元の現状と新しい歴史学研究の可能性―古気候復元を巡る世界と日本の研究史を踏まえて―. (2015)
  • 著者名/発表者名: 中塚 武
  • 学会等名: 日本史研究会4月例会
  • 発表場所: 京都市左京区
  • 年月日: 2015-04-25
  • 招待講演
• [学会発表] 酸素同位体比年輪年代法がもたらす新しい考古学研究の可能性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 中塚 武
  • 学会等名: 考古学研究会第61回総会研究集会
  • 発表場所: 岡山県岡山市
  • 年月日: 2015-04-18 – 2015-04-19
  • 招待講演
• [備考] 総合地球環境学研究所プロジェクト紹介ページ
  • URL: http://www.chikyu.ac.jp/rihn/project/H-05.html
• [備考] 気候適応史プロジェクトホームページ
  • URL: http://www.chikyu.ac.jp/nenrin/