雪氷コアの結晶組織モデリングによる過去の氷床流動と気候変動の解明

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13440140
• Research Institution: Nagaoka University of Technology
• Principal Investigator: 東 信彦 長岡技術科学大学, 工学部, 教授 (70182996)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 東 久美子 国立極地研究所, 助教授 (80202620)
• Keywords: 氷床流動 / 結晶組織 / 含有不純物 / 結晶粒成長 / 固体微粒子 / 氷床コア / 再結晶

Research Abstract

本研究件氷床氷中の不純物の挙動と結晶粒界移動への影響を実験的に明らかにし、その結果を申請者が開発した結晶組織発達シミュレーションに組み込むことにより、氷床コアの結晶組織データから過去の氷床流動と気候変動の情報を抽出する手法を確立することを目的としている。そのために本年度は低濃度(数十から数百ppb)の各種水溶性不純物(Na, Ca, Mg, Cl, F, Cl, NO3, SO4等)および固体微粒子(SiO2)を含む人工多結晶氷を作成する研究を行い、その試料を用いて結晶粒成長速度の温度依存性および不純物濃度依存性を明らかにする実験を行った。さらに、各種不純物を含有した試料を用いて二軸圧縮クリープ実験を行い、変形中の組織変化とクリープ速度に対する不純物の影響を検討した。本年度の研究により次の成果が得られた。
1)各種不純物を低濃度(数十から数百ppb)均一に分布する微細結晶粒試料を作るこの技術がほぽ確立した。
2)結晶粒成長速度の各種不純物濃度依存性および温度依存性(-5℃〜-15℃)を明らかにした。
3)硫酸・塩酸、硝酸が高濃度(数ppm以上)および高温域(-5℃以上)では純氷に比べてクリープ速度は速くなる(氷が柔らかくなる)が、氷床氷に含まれる程度の不純物濃度では氷の硬さに影響を及ぼさない。
これらの成果は8月にフランスで開催される国際会議で発表される。なお、14年度は昨年度に引き続きさらに低温域での実験と、結晶組織発達への拡散クリープの寄与を調べる実験を行う予定である。

Research Products

• [Publications] 竹村健太郎: "水溶性不純物を含んだ氷の変形中の結晶組織変化と流動特性"日本雪氷学会講演予稿集(2001). 71 (2001)
• [Publications] 武田正: "氷床氷結晶粒成長速度に及ぼす含有不純物の影響"日本雪氷学会講演予稿集(2001). 72 (2001)
• [Publications] 船木一人: "固体微粒子を含んだ氷の変形中の結晶組織変化と流動特性"日本雪氷学会講演予稿集(2001). 140 (2001)
• [Publications] Fujita, S.: "Electrical measurements on the 2503-m Dome F Antarctic ice core"Annals of Glaciology. 35(未定). (2002)
• [Publications] M.Takata: "Application of laser induced breakdown spectroscopy for determination of sodium in ice"Bull. Glacier Res.. 19. 107-112 (2002)