共同研究報告書


研究区分 一般研究

研究課題

 「千葉セクション」から始める房総半島のバイオマーカー古環境研究
新規・継続の別 継続（R03年度から）
研究代表者／所属 弘前大学理工学部
研究代表者／職名 助教
研究代表者／氏名 梶田展人

研究分担者／氏名／所属／職名
　
氏　　名
所　　属
職　　名

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 関宰 北大低温研

研究目的 房総半島に分布する更新統・上総層群の岩石に含まれるバイオマーカーを分析し、当時の黒潮北限域における古環境変動を復元する。アルケノンの組成と炭素安定同位体⽐からは、それぞれ表層海⽔温と⼤気中⼆酸化炭素濃度を定量的に復元することができる。⻑鎖ノルマルアルカンの組成や、炭素・⽔素安定同位体⽐からは、陸上の植⽣や気温や湿度変動に関する情報を得ることができる。多種のバイオマーカーから復元される古環境情報を気候モデルに組み込むことにより、中期更新世気候遷移の原因解明に向けた成果を挙げる。
　　
研究内容・成果 令和4年度に実施した北海道大学低温科学研究所のガスクロマトグラフ安定同位体比質量分析計を用いた実験では、上総層群の国本層および大田代層の泥岩に含まれるバイオマーカーを分析した。その結果、海洋酸素同位体比ステージ18〜20(約74万年前)および30〜32(約100万年前)の期間における気候変動を復元することに成功した。
具体的には、炭素数23-35のノルマルアルカンの炭素および水素安定同位体比を分析することができた。ノルマルアルカンの炭素同位体比は、炭素数によって異なるパターンを示しており、陸域の温度、降水量、植生など幅広い情報を反映していると考察できた。ノルマルアルカンの平均炭素長と炭素安定同位体比には、共通して数千年スケールの激しい変動が記録されており、それらは出版済みの有孔虫の酸素同位体比の変動とも同期していた。つまり、陸―海の変動が相互にリンクしていたことが示唆された。一方で、水素同位体比は、どの炭素長のデータも似たような変動を示しており、それは有孔虫酸素同位体比の変動や氷期間氷期サイクルと一致していなかった。松山―ブルンの地磁気逆転境界において、特徴的なスパイク状の変化を示しており、地磁気の逆転が気候変動に何等かの影響を及ぼしたのかもしれない。
また、炭素数37のアルケノンに含まれる二重結合の数から復元した古水温は、約22℃〜26℃に間で変化しており、有孔虫酸素同位体比にも示された氷期間氷期サイクルと同期していた。一方で、時代によって有孔虫が示す温度変化幅とアルケノンが示す温度変化幅は異なっており、これは海水温の季節変動の違いを示しているかもしれない。
上記の研究成果について、2022年度地球化学会年会にて口頭発表を行い、また、これまでの成果をまとめた原著論文の草稿を完成させた。2023年度には、論文の投稿を行うとともに、さらに古い時代の温暖期（鮮新世）の地層の分析も行い、黒潮北限域における第四紀の気候変動のメカニズムに挑む予定である。
　　
成果となる論文・学会発表等 梶田 展人， 関 宰， 山本 正伸， 大河内 直彦， 岡田 誠， 羽田 裕貴， 菅沼 悠介，千葉複合セクションのn-アルカン分析による海洋酸素同位体ステージ19の陸上気候・植生変動復元，日本地球化学会第69回年会講演要旨集，153，2022年11月30日