【研究分野】地質学

【研究領域課題番号】16H02235 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

石筍 / 古気候 / 炭酸凝集同位体 / 流体包有物 / 完新世 / トゥファ / 安定同位体 / 微量元素 / 炭酸凝集同位体温度計 / 第四紀 / 凝集同位体

【研究成果の概要】

新規同位体（炭酸凝集同位体と流体包有物同位体）を適用することで，日本国内から採集した石筍とトゥファを用いて定量的古気候解析を行った。国内での適用が遅れていた炭酸凝集同位体については分析システムを九州大学で構築し，国内で初めてΔ47ー温度換算式を提示することができた。炭酸凝集同位体と流体包有物同位体は広島県・三重県・沖縄県で採集された石筍に対して適用され，酸素同位体比が持つ温度成分と降水量成分を分離するなどの成果を得た。これにより，石筍に記録された気温情報は中期完新世は現在より温暖であることもわかった。また，中国での先行研究で示された酸素同位体比と降水量の相関は日本の試料では確認されなかった。

【研究の社会的意義】

本研究の目的の１つに，現在より温暖な時期を特定し，その期間の気候情報を復元することで，温暖化地球での自然災害の規模を頻度の予測につなげることにある。広島県や三重県の分析結果からは８~５千年前の中期完新世の気温が産業革命時よりも３℃ほど高かったことを示す。この時期の降水量については定量性に乏しいものの現在よりやや多いと考えられ，温暖化地球での水害の規模と頻度も増加すると予測される。また，本研究では炭酸凝集同位体や赤外線レーザー分光法などの技術的な革新も生まれ，国内の古気候研究の発展に寄与する成果も生まれた。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2016-04-01 - 2020-03-31

【配分額】47,710千円 (直接経費: 36,700千円、間接経費: 11,010千円)

【研究分野】環境動態解析

【研究領域課題番号】15H01729 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

氷期 / 鍾乳石 / 石筍 / 流体包有物 / 安定同位体比 / 気温変動 / アジアモンスーン / 古気候 / 安定同位体 / 気候変動 / 同位体 / 沖縄 / 第四紀 / 古気候学 / 最終氷期

【研究成果の概要】

分析手法は、乾燥・破砕・データ処理プロセスの自動化と改良等により簡略化することができた。また、予期していなかった前処理時の加熱による同位体再平衡の問題を発見し、この効果を定量的に見積もることで、今後の解析に重要な基礎的知見を得た。洞窟観測と石筍採取は、ほぼ計画通りに実施できた。気候復元に向けた分析は分析計の故障により遅れたものの、期待していた最終退氷期における連続的な流体包有物の同位体比データは取得することができた。また、降水の酸素17に関する新しい知見も得られた。沖縄の鍾乳石からは、最終氷期最盛期からベーリングアレレード温暖期にかけての温暖化を示す定量的な気温データを初めて得ることができた。

【研究の社会的意義】

気候変動のメカニズムを理解するためには、長期間のデータが必要である。陸域の気候変動の記録媒体として鍾乳石は重要だが、定量的な気候復元は困難であった。本研究では、鍾乳石に閉じ込められた流体包有物の同位体比に注目して、過去の気温変動の定量的な復元を目指した研究を実施した。分析手法の地道な改良と検証実験により流体包有物の同位体比がほとんど変質を受けずに過去の降水の情報を保存していることが分かった。この結果は今後の鍾乳石の流体包有物研究の基礎的な知見として意義がある。また、沖縄の鍾乳石からは、最終氷期最盛期から現在の間氷期にかけての温暖化が開始する際の定量的な気温データを初めて得ることができた。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2015-04-01 - 2019-03-31

【配分額】45,760千円 (直接経費: 35,200千円、間接経費: 10,560千円)

【研究分野】地質学

【研究領域課題番号】25287131 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

石筍 / 古気候 / 安定同位体 / 微量元素 / トゥファ / 完新世 / アジアモンスーン

【研究成果の概要】

人口が集中する温帯～亜熱帯の長期的古陸域気候媒体として石筍は優れた題材である。本研究では気候条件が異なる国内の４地点（広島県神石高原町・新潟県糸魚川市・岐阜県郡上市・三重県大紀町）で採集した石筍を題材に，高解像度の古気候プロキシの分析を行った。その結果，1) Sr同位体比が涵養地での風化プロセスの変化を反映すること，2) 糸魚川市の石筍酸素同位体比が完新世における冬期降水量の変動を記録していること，3) 郡上市と大紀町の石筍が数千年周期の変動（Heinrich events) を記録していること，4) 大紀町の酸素同位体変動が気温変動の成分を含むことなどの知見が提示された。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2013-04-01 - 2016-03-31

【配分額】15,730千円 (直接経費: 12,100千円、間接経費: 3,630千円)