共同研究報告書


研究区分 一般研究

研究課題

 グリーンランド南東ドーム氷コア中の金属成分解析
新規・継続の別 新規
研究代表者／所属 山形大学学術研究院（理学部）
研究代表者／職名 教授
研究代表者／氏名 鈴木利孝

研究分担者／氏名／所属／職名
　
氏　　名
所　　属
職　　名

1

 佐々木千晶 山形大学大学院理工学研究科 博士前期課程1年

2

 米倉綾香 山形大学大学院理工学研究科 博士前期課程1年

3

 飯塚芳徳 北大低温研 助教

4

 的場澄人 北大低温研 助教

研究目的 グリーンランド氷床コアは過去の大気環境の変遷を記録する優れたアーカイブである。本研究では、北海道大学低温科学研究所によりグリーンランドで採取された氷コア中の金属成分濃度を測定・解析することにより、（1）グリーンランドにおける陸・海起源エアロゾルの濃度と組成の過去から現在までの時間変化を復元し、（2）グリーンランドを中心とした北半球の大気・地球科学的諸現象（気象、火山噴火等）との比較解析を行い、さらに、（3）火山噴火や氷河後退等に伴うエアロゾルの輸送量や供給源の変動など、地球環境と大気・陸面・海洋の相互作用を解明することを目的とした。
　　
研究内容・成果 2014年5月、北大低温研の的場らによりグリーンランド氷床北西部において全長約225mの氷コアが採取された（SIGMA-Dコア）。また2015年5月には同じく北大低温研の飯塚らによりグリーンランド氷床南東ドームにおいて全長約90mの氷コアが採取された（SEDomeコア）。両コアについては物理学・化学・生物学・地学的各種分析が行われている。本研究では、Al、Naをはじめとする金属主成分の全濃度（粒子態濃度＋溶存態濃度）の分析を行った。塩微粒子、イオン、水同位体など他の解析項目と深度をあわせた5cm深度分解能で分析した。融解試料中に含まれる粒状物をマイクロ波酸分解法で溶解し、得られた溶液中の金属成分濃度をICP質量分析法により測定した。結果は他の解析項目の結果、気象解析結果、火山噴火記録などとあわせて解析した。
SIGMA-Dコアについては、平成29年度までに、深度15-176mの区間で226点のデータを得た。鉱物粒子濃度の指標となるAl全濃度は3.40-466μg kg-1の範囲で変動し、平均値は58.7 μg kg-1であった。あとで述べるSEDomeコアの分析値と比べると最大値はほぼ同程度でるが最小値は1桁大きく、平均値はほぼ倍の値を示した。Al全濃度の年代分布に特定の傾向は見られなかったが、最大値を示したのは1945年であった。Fe、Mn、Ba全濃度および非海塩性Mgの対Al全濃度比は平均地核組成比やグリーンランド南西部の岩屑における比と良く一致した。一方、非海塩性Caの対Al全濃度比は、岩屑における平均値（約0.5）から蒸発残留岩での値（1.5〜2.0）まで大きくばらついた。このことは、グリーンランド氷床に供給される鉱物エアロゾルのCa含有量は時により大きく異なることを示しており、非海塩性Ca/Al比がグリーンランド氷床への鉱物エアロゾル供給源を推定する有効なプロキシとなり得ることを示している。
SEDomeコアについては、平成29年度までに深度0.7-91mの区間から355点のデータが得られている。Al全濃度は0.583-358 μg kg-1の範囲で変動し、平均値は29.9 μg kg-1とSIGMA-Dコアにおける値の半分程度であった。エアロゾル輸送力の地理的変動の可能性のほか、SEDome地点の方が極めて高涵養量であるため降雪による希釈効果が大きいことも考えられる。Al全濃度の年代分布には、1992年と2010年に明確なピークが見られ、これらはそれぞれ、1991年のピナツボ山の噴火と2010年のエイヤフィヤトラヨークトル山の噴火による火山灰供給の痕跡ではないかと考えられる。また、2010年以降Al全濃度の上昇傾向が見られた。これは近年の氷河後退により沿岸の露岩地帯が拡大し、グリーンランド沿岸部における鉱物エアロゾル発生量が増加したためではないかと考えた。
　　
成果となる論文・学会発表等 鈴木利孝， 小室悠紀， 的場澄人， 飯塚芳徳， 平林幹啓， 青木輝夫， グリーンランド氷床中の金属成分， 北海道大学低温科学研究所研究集会「グリーンランド氷床における近年の質量損失の実態解明：メカニズムの理解と影響評価」， 北海道大学低温科学研究所， 札幌， 2017.
佐々木千晶，鈴木利孝，平林幹啓，的場澄人， 飯塚芳徳， グリーンランド南東ドームコア中に記録された金属全濃度分析， 北海道大学低温科学研究所研究集会「グリーンランド氷床における近年の質量損失の実態解明：メカニズムの理解と影響評価」， 北海道大学低温科学研究所， 札幌， 2017.
佐々木千晶， 鈴木利孝， 平林幹啓， 飯塚芳徳， グリーンランド南東ドームコア中に記録された金属全濃度変動， 2017年度雪氷研究大会， クロステン十日町， 十日町， 2017.
佐々木千晶，鈴木利孝，平林幹啓，飯塚芳徳， グリーンランド南東ドームコア中に記録された金属全濃度分析， 北海道大学低温科学研究所「グリーンランド南東ドームアイスコアに関する研究集会」， 山静館， 登別市， 2017.