【研究分野】環境動態解析

【研究領域課題番号】17H01617 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

海洋循環 / 北太平洋中層水 / 最終氷期 / 最終退氷期 / ベーリング海 / 生物生産 / 北太平洋 / 中深層水 / 気候変動 / 海洋科学 / 環境変動 / 地球化学 / 層位・古生物学

【研究成果の概要】

本研究では、研究の空白域となっていたカムチャッカ海峡周辺を含めたベーリング海西部（ロシア排他的経済水域内）において海底堆積物を採取し、代替指標記録から最終退氷期における海洋循環速度と鉛直水塊構造を復元した。その結果、ベーリング海とオホーツク海の間で中層水の起源域が最終氷期（2万年前）のベーリング海から完新世（過去1万年間）のオホーツク海へとスイッチしたこと、および2万年前から1万年前の最終退氷期には海水準変動に連動した1000年スケールで中層水の消長があったことが示唆された。

【研究の社会的意義】

海洋中深層水の循環は1000年スケールの気候変動の要である。本研究では北太平洋で形成される唯一の中層水である北太平洋中層水を対象とし、2万年前の最終氷期以降の循環速度と起源を復元した。研究の空白域となっていたカムチャッカ海峡ではじめて海底堆積物を採取し、北太平洋の中深層循環が2万年前から1万年前に顕著に変動したことを明らかにした。これらの成果は1000年スケールの気候変動に果たす北太平洋の役割の理解につながるものである。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2017-04-01 - 2021-03-31

【配分額】40,820千円 (直接経費: 31,400千円、間接経費: 9,420千円)

【研究分野】水圏生産科学

【研究領域課題番号】16H04959 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

プランクトン / 浮魚餌環境 / 海洋環境変動 / ゼラチナス動物プランクトン / カイアシ類 / 沈降粒子 / 海洋食物網 / 微細分布 / 摂餌生態 / 浮魚類餌料環境 / 環境変動 / サブメソスケール / 浮遊性被嚢類 / 物質循環 / 浮魚餌料環境 / 水産学 / 生態学 / 海洋科学 / 海洋資源 / 海洋生態 / 水産資源変動

【研究成果の概要】

海況に応答して複雑な出現消長を示す親潮黒潮移行域（混合域）の動物プランクトンの群集遷移を理解することを目的として、従来ネット採集とは異なる手法を導入し、その分布について高解像度観測を実施した。ビデオプランクトンレコーダーによる観測では、親潮域大型カイアシ類群集が珪藻ブルームの遷移に従ってその分布深度を敏感に変化させること、またこの群集遷移に伴って沈降粒子量と組成が大きく変化することが明らかとなった。ニューストンネット長期時系列観測試料の解析からは浮遊性被嚢類サルパ類が混合域に広く出現し、時として1日で生息水塊中の植物プランクトンを食い尽くす可能性があることを明らかにした。

【研究の社会的意義】

・一般的な観測では捉えることの出来なかったカイアシ類やサルパ類などの動物プランクトン分布と海洋環境変動との関係を詳細に明らかにすることができた。

・混合域においてサルパ類の大発生海域が定常的に存在し、これにより表層水中における殆どの有機物粒子が捕食されてしまうことを明らかにし、この海域を加入、生育の場とする浮魚類の生残に深刻な影響を与える可能性を示した。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2016-04-01 - 2020-03-31

【配分額】16,770千円 (直接経費: 12,900千円、間接経費: 3,870千円)

【研究分野】層位・古生物学

【研究領域課題番号】16H04069 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

海洋循環 / 北太平洋 / 最終氷期 / 最終退氷期 / 黒潮 / 北太平洋中層水 / 中深層水 / 海洋科学 / 環境変動 / 気候変動 / 地球化学 / 層位・古生物学 / 太平洋子午面循環 / 北西太平洋 / 海底堆積物

【研究成果の概要】

最終氷期以降の北太平洋における海洋循環、特に黒潮と北太平洋中層水の挙動を復元するため、日本列島南方の九州‐パラオ海嶺北部と、伊豆－小笠原弧西方海域において海底堆積物試料を採取した。古水温復元から、最終氷期の黒潮流域における緯度方向の水温勾配は小さくなっていたものの、黒潮フロントの顕著な南下は無かったことが示唆された。底生有孔虫の炭素同位体比から氷期の栄養塩鉛直勾配が大きくなっていたことが示された。また、テフラ層の放射性炭素年代から、過去3万年間の北西太平洋の海洋レザバー効果を制約した。

【研究の社会的意義】

海洋大循環は膨大な熱と二酸化炭素などの物質の輸送を担い、数十年から1000 年オーダーの気候変動の要というべき存在である。本研究では現在と異なる気候モードにおける黒潮や北太平洋を含む北西太平洋の海洋循環像復元を行った。また、テフラ層を用いて最終氷期や最終退氷期における放射性炭素の海洋レザバー効果を成約したことで、海生試料の放射性炭素年代測定を行う上で重要な基礎情報を得た。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31

【配分額】18,330千円 (直接経費: 14,100千円、間接経費: 4,230千円)

【研究分野】環境動態解析

【研究領域課題番号】15H01727 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

海洋科学 / 地球化学 / 環境分析 / 生物圏現象 / 環境変動 / 化学海洋 / 重金属 / 安定同位体比

【研究成果の概要】

海水中Ni, Cu, Zn安定同位体比の測定法を確立した．岩石中Ni同位体比の精密測定のため，新しい化学分離法を開発した．国際共同研究により亜鉛の同位体比の新しい標準物質を確立した．白鳳丸KH-15-3航海（東シナ海）とKH-17-3航海（亜寒帯北太平洋）で海水試料を採取した．KH-14-6 航海（南極海・南太平洋）の海水試料を用いて，溶存態Ni, Cu, Znの濃度と安定同位体比の鉛直断面分布を明らかにした．堆積物中Mo, Wの濃度と安定同位体比の分析法をほぼ確立した．日本海中層堆積物コア試料および岩石，堆積物の標準物質の分析を進め，古海洋プロクシとしてのMoとWの可能性を検討した．

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2015-04-01 - 2018-03-31

【配分額】45,890千円 (直接経費: 35,300千円、間接経費: 10,590千円)

【研究分野】環境動態解析

【研究領域課題番号】24221002 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

環境変動 / 古環境復元 / 海洋科学 / 地球化学 / 質量分析 / 地球科学 / 海洋化学 / NanoSIMS

【研究成果の概要】

サンゴや二枚貝などの海洋生物は、成長する際の周囲の水温や塩分などの環境情報を記録しながら炭酸塩を主成分とする骨格や殻を作る。従来の分析手法と比較して非常に高い空間分解能で固体試料が分析可能な二次元高分解能二次イオン質量分析法（NanoSIMS）を、生物起源炭酸カルシウム試料に応用する事で、飛躍的に高い時間解像度で過去の環境や生態的な情報を復元することに成功した。また生物起源炭酸カルシウムに安定同位体を用いてラベリングする手法を確立した。

【研究種目】基盤研究(S)

【研究期間】2012-05-31 - 2017-03-31

【配分額】194,610千円 (直接経費: 149,700千円、間接経費: 44,910千円)

【研究分野】環境動態解析

【研究領域課題番号】20310006 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

海洋科学 / 海洋生態 / 地球化学 / 環境変動 / 炭素循環 / 生物ケイ酸 / 珪藻 / 植物プランクトン

【研究成果の概要】

海洋表層における生物地球化学的な炭素循環が、有光層へのケイ素の移出入とどのようにカップリングしているのかについて、西部北太平洋亜寒帯域と東シナ海を主な対象海域として研究を行った。その結果、鉄や亜鉛などの微量元素の動態がケイ藻群集による粒子状有機炭素と生物ケイ酸の生産ならびに下層への移出と密接に係わっていること、優占する珪藻種の違いがそれらの過程に大きく影響することが明らかになった。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2008 - 2011

【配分額】18,460千円 (直接経費: 14,200千円、間接経費: 4,260千円)

【研究分野】環境動態解析

【研究領域課題番号】17101001 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

海洋科学 / 地球化学 / 海洋物理 / 陸水学 / 地球観測 / 環境変動 / 海洋物理・陸水学 / ヘリウム同位体 / 希ガス濃度 / 深層海洋循環 / トレーサー / 係留流速計 / 数値シミュレーション

【研究成果の概要】

太平洋深層の海洋循環を調べるため、新たに高精度の分析システムを構築し、ヘリウム同位体比の分布図を作成した。西部北太平洋では、深さ2500mでは低緯度の西向流はフィリピン海に流れ込む一方、3000mではマリアナ弧に沿って北に向きを変えることを明らかにした。ヘリウムの異常が少ない深さ4000mでも、係留系によって北向きの流れが確認できた。これらの観測結果は高解像度の診断的数値シミュレーションの結果と一致した。

【研究種目】基盤研究(S)

【研究期間】2005 - 2009

【配分額】106,860千円 (直接経費: 82,200千円、間接経費: 24,660千円)